автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Термическое обессоливание природных и сточных вод на тепловых электростанциях с высокими экологическими показателями

о*

московский энергехлческии институт ( технический универс55тег )

На правах рукописи

СЭДДОВ Анатолий Степанович

термическое ОЪЕСССЛШАНИЕ природных и сточных вод на тешюшх лЕКТРОСТАНЦИЯХ. С высокими экологическими показателями

Спвдамльггосгь: 05.14.14 "Тепловые элвктри, станции

(тепловая часть)".

"- *

диссертанта на соискание ученой степени доктора технических наук в форма научного доклада

Автореферат

"оскаа - 1993 г.

Работа выполнена на кафедре Тавдовза адзюгует-гезш: ставдаЗ Московского энергетического шстатута.

Официальные оппонента:

доктор технических наук,

профессор ДОБРОХОТОВ В.И.

доктор технически наук,

профессор КОШЩШТСВ A.C.

доктор технических наук,

профессор ЛАРИН Б.М.

Ведуввя организация - ВНИПИэнаргопроы.

Защита состоится30 июня 1993 г. в 14 час. в к-удктсрет Б-207 на заседании специализированного соьзта Ä.053.I6.QI при Московском энергетическом институте so адресу: г.Мосгш, Красноказарменная ул.. дои 17.

Ваш отзывы на автореферат, заверенные печатай управления, просим направлять но адресу: 105835, Моеюа, £-250. Краснсва-аарненная ул., дои 14, учегкЗ совзт Ы2И.

С диссертацией можно ознакрмятъсяв ваблиотека Ы311.

Автореферат разослан 1993 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, K.T.H., доцент

_ Ьцдких В.Ф.

осковшк услогшк обозначйш

Же - жесткость ойгил исходной вода, мг-экв/л; /Каст - остаточная еосткость, мг-гжв/л.мкг-окв/л; .'/аТСС^й коицеи-рзпчя кятряй-, хлор- и сульфат-ионов, мг-экв/л; !.'/, яело'шгст» лада, содержание фосфатов в воде, мг-экв/л;

сорж ';:«» кремпешышх соединений и железа в вода; кг/л; • 'СДА'- нлтр, сода, язвость, коагулянт;

V: - кратность расхода соли на регенерацию, г-эка/г-экв; О, М - осветлитель, клхоахчаокаЛ £ш,тр? ■Жа,СС _ натрий-ка :кстаг !:кЗ у глср-::ш:Онитшгй фальтр; 115,111 ис-'.одлап вода, еий'.', .»радвка; РР,ОР - рсго(гврй:дао:г."аЛ рпотгйр, отработанный рв1еиврвт;

блочная и учог-стггиг'птая исзарителыше установки, па-рояросбрлзс; згук>"«я установка; ЛОУ - да-^г/л." •глс1:;п.л с.гр-сы^с.-ьнвя установка; //«•га» КН - йспг.Р"Тсп., конденсатор испарителя;

Т>и - зроггго.-.-!!?лы:сст1. испарительной установки, кг/с; П - МИУ нли ДОУ:

"с, Л-з- •знт-^г;.": .: острого пара к питательной воды, кДж/кг; 7- , 7 - те .т-:{х€-:сах:п пара, скратая теплота ппрообразо-

~ :'д"лмп:;! гчслэл т"плп на установку, кДд/кг;

- чгсбарсл ~<гплсе*кость, кДхЛКг-Ю; ■> - ряоход п-тд'глиис^ ?ола, кг/с;

1 7?млс-р'.турч !:1?сьтч9;ош грещего и вторичного ппра, нэдо-

грзз г:от:< ко гг.чпэратуры насипзния, ¡С; ■ Кц - кс2ф*яциент теплопередачи а испарителе, кВтЛ»*"*^; Нш, Нп - ввсовнз уровня в вала в над грзг&аЯ секцией нспарлтеля.м;

- скорость циркуляции, и/с;

У - коэффициент местного сопротивления; «А - кооффкцаонт тронжл, 1/и.

Заметные экологические преимущества термического метода во-доподготовки и переработки сточных вод значительно повысил}! в последнее время интерес к применению испарительных установок. В энергетике наибольшее распространение получили блочные и авто-номиыо многоступенчатые испарительные установки на базе испарителей кипяшего типа (тип И) ПО "Красный котельщик". Однако высокая металлоемкость этих испарителей, несовершенство схем, некомплектность поставки оборудования существенно снижает эффективность использования термического обессоливания.

С целью сокращения расхода реагентов и объема сточных вод в энергетике неоднократно делались попытки использовать продувку испарителей для регенерации Л/а -катионитных фильтров. Однако реальные результаты были получены только на морской воде. Кроме того, для пресных вод малой и средней минерализации повторное использование продувки испарителей позволяет лишь оократить ксли-чесгьс привозных химреагентов и количество дополнительных солей, отводимых о ТЭС в водоемы. Исключить дополнительный сброс минеральных солей с ТЭС можно при создании технологий водоподго-товки с многократным использованием сточных вод в цикле регенерации. Однако реализация таких технологий встречает серьезные трудности.

Из внше изложенного можно судить об актуальности разработки технологий, установок и аппаратов для термической переработки в дистиллят высокого качества природных и сточных вод.

Это является главной задачей настоящей работы.

В докладе обобщены результаты исследований, выполненных в соавторстве, непосредственно автором или под его руководством в период с 1966 по 1993 гг. Часть исследований проводилась при реализации программ, включенных в планы важнейших научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, в частности, в отраслевую научно-техническую программу ОНТП.85.02.07 "Защита водных бассейнов от загрязнения сточными водами ТЭС" и Государственную программу "Экологически чистая энергетика?

Новизна данной работы заключается в создании научно-технических основ разработки технологий термохимического обессоливания природных и сточных вод при многократном использовании в цикле водоподготовки единожды введенного регенерационного раст-

•вора. Опираясь на лабораторные, опнтно-промнзлекные и промнилен-ные исследования, разработаны и проверены на практике новые технологии водоподготовки, основанные на использовании продувки испарителей в цикле регенерата!. Предложена и обоснована новая гидродинамическая модель испарителей и паропреобразователей, работающие в условиях глубокого (до 100 г/л) концентрирования природных и сточных вод, разработана новая более обцая методика их теплогидравлического расчета. Разработаны новые элективные конструкции испарителей и паропреоОразователей, новые типы испарительных установок, предложены способы их включения в технологические схемы тепловых электростанций, создана методическая база для расчета, оптимизации и проектирования испарительной техники.

На основе решения указанных вопросов осуществлено пирокое внедрение результатов научно-исследовательских работ в энергетике. Создана и освоена в условиях длительной промышленной эксплуатации технология переработки сточных вод с использованием продувки испарителей в цикле регенерации на Саранской ТЗЦ-2, ведется освоение в промышленных условиях технологии переработки природных и сточных вод з цикле с многократным использованием единожды Езеденного регенерациоиного раствора. Разработанные автором методам расчета и оптимизации испарительных установок позволяют существенно повысить точность расчетов, определить пути технического совершенствования испарителей, оптимизации их конструкции и схем включения. ПО "Красный котельщик" принял к постановке на производство разработанный МЭИ совместно с ВШШАМ новый паропре-образователь повышенной производительности.

На защиту выносятся:

- обобщенные результаты теоретических и экспериментальных исследований в области создания технологий термохимического обес-соливания природных и сточных вод, основанных на многократном использовании единожды введенного регенерпцпонного раствора;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов гидродинамики и теплообмена в испарителях и паропреоб-разователях, работатаих в условиях глубокого концентрирования природных и сточных вод;

- результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, направлению на создание новой испарительной техники и технологий;

- ыетодлческие разработка дав расчета я «глчлгзада штут-телей и паропреобраэователеЕ, исаарьтельвкх ж

тельных установок, териохЕшгчасккх -ш^шачогид йсдояодзроуоиш, результаты расчетов и одткмнзз№й;

- результаты разработай, внедр-ешгя к ociwx::ívj! з прсншясэ— ности техники и технология переработки щт-рой-па ш cwsasx юд для производств с васогяш экологическими ясказаявдяет,,

I. ТЕРМИЧЕСКОЕ СБКСОХтШЕ ШРОЩИХ U сточньх юд. адзд КССЗЕДОЕОШ

Термический метод вожолодготовхи о щяишекнси жсзпрнтсявй яашел распространение для. регионов с, иождашэй акзсрлтазазазА вод поверхностных водоемов и вод, сокоржа^дх ««ифизеяю органические соединения. Моашэ вадалить да осиогзглх ncEpaiiSSím s реализации этого метода: тврмьяесков ©С«е»<шя»»к2!в "«край"® »ада или упрощенно отработанной вода и тбрютвсвое оозссолирзакс е©да, проведаей глубокое катеонитов ^ма^аки«. Первое вг.грарлквв обличается высокой эколойкй-йа! ие^еа ^отал процесса подготовки воды дня вспар®твяай, а« соврэт-садлзтсл аавл-венными капитальный^ в вкбхчуатоцаоикЕка ш&яг&ш» Паэто&зг т ТЭС преимущественное распроотраяошкз полунаго второз пгшргшзсем с применением испариузлой тзша "И" Ш "ЗфаеииЗ ¡ктаьвдк*.

В разработке, ировгаяроааяш s ююздтзгщш ««шрюгашюЗ техники на ТЭС как парного» sus 2 зтераго ищракешш, sawvcwí много недостатков и проблей. В яигтсядаз вргэш еухвстгует ísü» *ество неунифадировашг^ вроагиазс ревеав!» и сзикз, ршгаЕзкгсг да экономичноетя в надежности- й^вгс?о-<вет1 sas spetissa ожюязажгеч излишней сложностью. Нявксе качество вроввт«ро1»зня« зэдлстуй «¿да» водит к тому, что периода пускэ-ваяадтошас psxfc? жозергслшгш установок растягивается на масида а года, тая йз »ш-яфо^азих установок реконструируется уяг э Le-рвэд осашшая, ъъыряз установки так и остаются неосвоет-:ь>и. С азодак в дайстзжэ ррулках блоков мощностью 300, 500 ж 800 МВт ттрбоусташогда ао&}7сет5ш 100 «■ 200 МВт стали вереводаксл ь иаауаиющз), в мш я в паковую части храфика элекифачезкой аагрузкк. В '¿тих условии :,ч>» мбтно усложнились вкевдуатагош КС. Потребовалась разработка -новых технических.решений дан преодоления воэюикеЯ проблема. Б отличив от ГРЭС BI7 на ТЭЦ на подучкля ¿ырсксго ргдвроетрзна-шц

•В ятей связи требовалось разработать, внедрить и освоить новые охямн испаритолмгых установок, максимально адаптированных к схемам теплофикационных турбин, разработать методы их расчета и оптимизации, В энергетике существует настоятельная необходимость разработки и впядрен«я испарителей нового поколения с существен->■0 более внсокпггл тешгообменныг.га характерна тикает и более совер-яе.'пшх г экологическом отношении. Найти лрявилыше направления у ¡¡утаения тталсобмешшх характеристик испарителей и паропреобрр,-^ог.атвлсй :-сю!о к гон числе за счет детального исследования процессов гидродинамики рягработки болея сбяеЯ гидродкнамическоЛ 1 одзля ;г создания на э^оЯ ссночп ?го.тзз.Ч кэтогдаг их расчета я оп-•«шизацта, Экологические ".птякя .-.южко улучшить, в порву»

1' ;еряда, счет упецымяш р.ис;:.::; ! х!2.«чееких реагентов на старта подготовка ветч дач исягарггтрлвй. Наиболее эффективная путь в - пон'-'орчоч \"-.г.г. гдчогократно* использовании про-дутжк ксетрнт«!'«? и ротеи^г^ггг.

йипгиз лсточггакоп в;казква«?, что вопросу нс-

зольг-свшшя '^с^'^счиой йода ясзарателеЗ (концентрата) для рего-корацяа •/>•' -итсиптяшс фидьтрез уделялось бсяьшо* внимание, особенно пр'-< : ;г .ецзштч морской воды. Промшалетгое опробование иглольээод«»-: голеагригг, аспарятегай для регенерации натриЯ-ка-•«шгаи ¿гров ара опреснении воды Каспийского моря било «зеуцостаяеко на крупных установках г.Баку и г.Красноводска в 50-С0-6 годя. Болеэ сдогшая ситуация складывается при переработай юрапосхам автолом наломзшерализованннх пресных вод. Для ло-.'¡учоная продувка требуемого качества пресную воду приходится коацентрзровоть в 100 200 раз с соответствующий увеличением содеряашш зсэх присутствувизи в ной компонентов, в частности ор-ганжчесгагх, кремнекислых н др. соединений. Кроча того, в таких годах дондантрадяя сульфатов сиза, чей хлервдоз. Все это значительно услогиязт использование продувочной воды испарителей для регонэращга натрай-катнопатннх фильтров. Существенное внимание зсвроссм создания бессточных водоподготовок на основе многократного использования сточных вод уделено в работах АзИСИ, Ш5ПМ-энергспрсм. Лзне#твхях, О'тПЛ, и др. йаесте о тем, многообра-гаа подобного рода технологий требовало проведения глубоких обоб-пянзЯ, вцяхденхя зх ебстз а специ'}ичвскях признаков и разработки няучно-тезекпчеекп еекзз сг.вдвнич технолога!? с замкнутом пиклоя регенерация, СярубвкгчЯ -"»пят подгаврадяэт еозможость создания

бессточных гэс на базе применения испарительной техники. В таких известных случаях испарительная техника применяется "на хвосте" технологического процесса, перерабатывая до сухих солей концентрированные стоки. Такой подход существенно сужает возможность испарительной техники. Включение испарителей непосредственно в процесс производства добавочной воды энергетических котлов позволяет не только удешевить процесс, но и на ранних стадиях водопод-готовки осуществить разделение солой в стоках на компоненты о целью получения конечных товарных продуктов.

Критический анализ патентной и технической литературы, фактического состояния дел в отечественном машиностроении и теплоэнергетике показал, что для успешного создания ТЗС с высокими экологическими показателями необходимо:

- провеоти теоретические и экспериментальные исследования в области создания технологий переработки природных н сточных вод с многократным использованием стоков в цикле водоподготовки на базе применения испарительной техники;

- выполнить исследования по совершенствованию тепловых схем блочных и автономных испарительных установок (БИУ и МИУ), способов включения их в тепловые схемы ТЭС; разработать схемы установок для пиковых ГРЭС; разработать унифицированные конструкторские и поверочные методы расчета г оптимизации испарительных установок как для водоподготовки, так а для переработки сточных вод; разработать в создать для ТЭЦ такие хе экономичные ЕИУ как на КЭС;

- провести теоретические и экспериментальные исследования процессов гидродинамики в испарителях и паропреобраэователях, работающих в условиях глубокого концентрирования природных и сточных вод, выявить влияние их па условия теплообмена и разработать на этой основе более общую методику их теплогидршушческого расчета;

- разработать и создать новые более эффективные модификации испарительной техники для глубокого концентрирования природных

и сточных вод;

- на оонове проведенных исследований разработать, внедрить и освоить установки и технологии термохимической переработки природных и сточных вод для ТЭС с высокими экологическими показателями и малоотходных ТЭС.

2. ЭКОЛОШЕСКИВ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕШЮ1Ш аШТРОСТАЩЙ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СПОСОБОВ водоподготонки

При разработке мероприятий по защите окружающей среды важно провести классификации ТЭС по степени их экологической эффективности. Автором предложена следующая классификация: экологически чистая ТЭС, ТЭС с предельными экологическими показателями (безотходная ТЭС), ТЭС с высокими экологическими показателями (экологически благоприятная ТЭС), ТЭС с низкими экологическими показателями /I/. Экологически чистая - это такая ТЭС, которая не должна оказывать воздействия на природу. Это значит, что она производит энергию и вторичные ресурса, по количеству и качеству соответствуют э первичным. Такая ТЭС невозможна. В идеале можно представить себе получение на ТЭС из отходов производства вторичных полезных ресурсов - строительного шлака, строительного гипса, кислот, элементарной серы, удобрений и т.д. Как и низкопотенциальное тепло на ТЭЦ эти вторичные ресурсы можно рассматривать как ресурсы, частично потерявшие свою ценность. Такую ТЭС логично назвать - о предельными экологическими показателями. Таким образом, ТЭС с предельными экологическими показателями - это полностью безотходная ТЭС. В качества первого приближения к таким ТЭС можно рассматривать ТЭС с малоотходными технологическими процессам. Основное требование к ТЭС о высокими экологическими показателями можно сформулировать в следуицем виде: "взаимодействие" такой ТЭС с окружагаэй средой не сопровождается возникновением в ней необратимых изменений. Это значит, что с такой ТЭС не должг-пи сбрасиваться неочищенные стоки и газы, загрязнявшие окружающую среду твэрдна отхода. Незначительные предельно допустимые лимита обросов с ТЭС долети рассчитываться о учетом возможности о круга кий среда к самоочивенкв. Прочив ТЭС - это ТЭС о низкими экологическими показателями.

Для ТЭС о высокими эколопгчесюояг показателями система водопользования должна быть малоеточной, для безотходной ила малоотходной - бессточной. При разработке и ооздании иалосточнкх систем водопользования на ТЭС важно правильно о экологической точки зрения определяться с предельными объемами ятях стоков и ко-, лжчеотвом содержащихся в них компонентов. На рис.2.1 приведены удельные сбросы минеральных солей ( <jte ) для исходных вод различной минерализации при производстве обессоленной воды тремя

4«

r/v 2ЭЭ0

3000 | 0.0

способами: методом хакичоского обьссоглшеал 1заз»»скыость 3), термического обеосолввания с прикбивнлем исяарим ко»'- типа "И" (зависимости 2"а" и 2"б") и с прккеаеиием "с^рлтодуй, ряйотахт* на упрощенно обработанной пода (завиг.-лкост!. 1) /I/. /дежышЗ сброс минеральных содей <^сс- количество солей в тотчх зодах, отнесенное на производительность установки, - вггорби иродкокв-но рассматривать одним из важнейших шслогачсегаа ткльзмелеЯ метода обессоливают. Пришнепав «вдритсдов, рвЗо-кижих ш узиро» иенно обработанной воде, обеспечивает «аявй

со стоками обессоливания. При этом их *амжч:встэо зза ьргтчмзст но-личество солей, поступавших с исходной подой,

Тькой же экологический шаг« ара

те5ма*эст1 обовсожгшвге в Ярьеимммм ал-

оэ "■5*". В вюи ©дуча» даг ад врвляей и яовювшюЗ ^к^аяняГ'К (IС СП-50/ > 2_ 6,0 им»кг?/й) этот г^фия

у M /

/ ic.

10 15 20 1

» [ <ш и ч ? Ч о Ï г

ш OJ >1 а о ьн р s VJ l__

Рио.г.1.

(!£*&> ^ звогзто тз*7«тп. «о вчот шэ-уг-экв/лторното нсЕадьздгэдян яро-

дашй яш^пгвлвй две з^ггв--яагешгаак (йлЕягакосгь 2®ô"}a Дяй №d ECÎfflBSSIoS tKHSpS-Aî!AtJpr,i Î8K9TO 39

txmo яобятя "Яшуйо ^чогократшы веиояьаозанзщ етозшза: ses {щищгяя э

еамкнуто»! цикле /2, 3/, ToksS «Ш'од явяша^якагм, тельная установка scaaasuretca *»э зияй» igwHV^vïSt »«посоленной вою, но в жггда-саад ¡m >?з;>\>| ров, логично назвать теретиактсезау: сбвееоясшяш*

При определении лредальяо двпдо&вего ейревз cwreS d удао-подготовки для ТЭС s Вллзошя гздяелгоэстяв 5гекз8г»'.огу:л рок врвдяохено ружоводсгасзйтьсл ^йтерьэ» - вброо ' »аэирй-шьп солей не яряхеа превшкиъ'га юагадежва; EW7jxEsaf7:> 'в водой /1,3/.

3. НЛУЧНО-ТЯХШЧЕШИ ОС1ЮШ СОЗДЖИ СХЕМ

ЗОДОЛОДГОТОВ1Ш С ЬА\Ы£ПШ ЦДООМ РЕГЕ1ЕРАЩС!

Ляг создшмй бессточных к малоетоишх ТЭС предложено большое количество технических решений, основанных на >юпользоЕШ.:ии сточ-лкх т-.оя п замкнушх циклах водоподготовки /2,3,4/. Автором на ба-

анализа больного ''-актического материала выделены три наиболее .•рлг,:,:!!,"з с /.еж;, основанные на разработках различных авторов.

Схемой по рис.3.1 (схема со смешением стоков с исходной во-2оЗ) предусматривается содоизвестковал обработка исходной вода а отработавшего регекерациошюго раствора Л'а -катиолитных {¡нльт-ров в осветлителе, термическая дистилляция умягченной вода и использование подкисленной продувка испарителя для регенерации .Я'а -катионптинх фильтров. При реализации схему по рис.3.2 (схема со смешением части стоков с исходной водоЯ) для регенерации .Ла -катлошгтма фильтров используотсп смесь продувка испарителе2 я проиадяий кристаллизатор для снятия пересыщения по Са50*, отработагииЯ регенорациошгыЯ раствор Л'п-катионитных фильтров. Избыток отработавшего регенерщаюнного раствора возвращается в голову процесса. По схеме р.чс.З.З (схема без смешения стоков с исходной водой) для рзгвнервюш «Л'и -котионитанх фильтров используется рекпрбонизяровяшшй концентрат испарителя, работающего на содоизвестковашшх сто'ших водах процесса регенерации этих фильтров /4/.

Анализ этих схем позволил виделить как наиболее общие, так я споцифгтеские свойства (признаки) схем водоподготовки с замкнутыми циклами рвгенерпцип, которые составили научно-технические основы их разработал а оптимизации для реальных условий электростанций /5/.

Основными элементами этих схем является узлы предочистки воды, ее натрий-катвоннтного умягчения, концентрирования, приготовления регенерацлонного раствора из концентрата испарителей, сбора я обработки сточпих вод процесса регенерации. На рис.3.4 приведена гистограмма, нллгетрврувдая движение катионов в Л'о исходной воды я химических реагентов по основном элементен схемы водоподготовкя по рас.3.1. Катионы условно разделены на катионы исходной гюдм (Л'^игдг ), катионы стехкомятрэтесга» ( .Л'^с.- ). кятяонн г.пОнточ!ие ( Л'«!^) и катионы хпчичр<;г.их реп-гентоя (э рчссмлтр!вяруо»« случае содн) ( <Л<>,.-<•<;).

Из рассмотрения гистограммы рис.3.4 следует, что катионы , Ло-исх выводятся из схемы о продувкой испарительной уста-

новки. Катионы ЛгС1ст и катионы , используемые для обес-

печения требуемой кратнооти расхода сода на регенерации, будучи единожды введенными в цикл, далее циркулируют в нем по своим траекториям, обоспечивая доумягчоние осветленной воды и возврат Жост иа стадию предо чистки. Если за иоходаое принять состояние, когда натрий-катионитный фильтр находится в истощенном виде, то для его эффективной регенерации потребуется единожды ввести катионы »М^в количестве

М<£т + Лощг - Жест • 1>у» • т , г-гкв/ф.ц. где - количество вода, умягченной за фЕльтроцикл, м3/Ф«Ц>

Аналогичные закономерности имеют место при реализации водоподао-товок по схемам рис.3.2 и 3.3.

Таким образом, для организации процесса термической водопод-готовки с многократным использованием оточных вод в цккяо регенерации необходимо единожды ввести в щшл. регенерацнонянй раотвор о требуемым количеством катионов натрия (Жаст - для схем

водоподготовки по рис.3,1 и 3.2 и «Лй^-дяя схемы по рис.3.3) и обеспечить их многократное использование. Поэтому схемы водоподготовки по рис.3.1 3.3 целесообразно назвать схемами о многократным использованием единожды введенного ре генерационного раствора. Катионы вводятся пра первичной обработав фильт-

рующего материала, а катионы ¿/а^с - после первого фильтроцикла при "доукреплении" части продувки ШВГ, используемой для рогоно-радии Ма -катионитных фильтров.

Таким образом, многократное использование единожды введенного регонерационного раствора является первым общим признаком рассматриваемых охем водоподготовки.

Рис.3.4 позволяет проследи» также процесс разделения катко-нов и жесткости исходной воды. Как следует иг рисунка, катионы Лаисх выводятся вместе о продувкой испарительной установки, а катионы жесткооти исходной воды (Жиеж > - на стадии пред-очистки. Таким образом, в процессе обессолжвания воды одновременно реализуется процесс разделения ионного состава воды на отдельные соотввляпше, что является вторим обеим признаком рассматриваемых схем.

Основываяоь на 8том признаке, можно обеспечить в процессе

Киу - концентрат ислн-рительноР установки ; ИЗ - изСытск натриевых солей ;

УРР - уячл подготовки регенерационного раствора.

Рис.3.1

е£ - доля катионов натрия , возвращаем« й осветлитель исходной вода .

ИУст - исгирикмь стогов.

обессоливанил выделение из смеси к получение в ттаярнсм зтадз от™ дольние компонентов, поетулшшос на водаиюлготойзу 4 асходаой водой. Jim этого схемы водоподготовки с игогокрашш «спользовс-нием единожды введенного регеиерапионпого раствора доггзш имэтъ соответствуйте катиомшшй л аитонктныЯ филырн. Автором по аналогии со схемами рис.3.1 * 3.3 продлеззш схемы вояоиозготовха для выведения в товарном виде раствора J/nCt /5,8/, Аналог ехо-мы рис.3.1 приведен на рис.3.5. Ввод хоррактарутадаго добавха <Ks) необходимо будет предусмотреть при неравенство 5егаи;доз vV<?+ и Ci~ в исходной воде.

Анализ схем водоподготовки по рис.3.1 3,3 гюгтвдяв* гада-лить не только общие, но и споцкфичйскяе прязяак« этч» схем, В частности из-за разного кояичгстаа яопцретоыого а "голоду". црд-цесса водоподготовки катионов am <5ysy? шмв«> крз spotBX

равных условиях разную э^жтиакоегь работы vYa -кагвенятнлк фильтров из-за различного противоионного &.]фэ1гга, что дэобяода-мо учитывать при выборе областей ярлмаивнкк той ялл иной ТЕХНОлогии.

Наиболее просто реализуется вродезс зедшткя жтэзов аас?= кооти из замкнутых циклов регекерадм врл щшкопгтга оздозззоет-ковой обработки отработакях регвиэроцгмппк эеззвороз. Сдаше применение сода не азегда етляотся ояравдазаий 2 ехеиах бевеадЧ" mix водоподготовок яз-sa м дефл^шюстн и эвологичеезш костей, связанных с ез производством.

Поэтому предложено оставить э этаз схоках аодояэдтоага основным методом обработки извосткоьаниэ е гюелеяуэдзЗ кс;рскцлев-ной обработкой исходной воли гш cícsos. В «хтюетз в ¡¡maßt»» коррекционной обработки можно ?спаяь8028Т5 ргяягбопмзадет продувки испарителей газовой "сдевкой" И7. Б етаа сх/то э рвсулмою перевода гидратов к кярбояато» в Ошарбоната зяаояса «в тшшво уменьшить опасность ' егшжзвшшвй" вагруокя Jfa ^¡вкна&гнаго фимра при его регенерации, но и уменьши» яюоштиь стеке? api их извеотковой обработка, Дяя погшевдв к^сктазнос;« црежссо химического, термического хлбо термохшвчссдогэ з®«гч«Шй аоаоъ предложено проведение хлор-иошгрования всего либо чаезк иото-а питательной вода испарителей. В этой'случае моею »зввета во мы в товарном виде растгср Ас' и «значительно сохраадть 'расход химреагентов за счет увеличвв'т. тя'.хмаьа cysvj'aíoi, ¡^¿Лгнатов

и гйдратез b t.mkjíytcí! tohtjp:- . í'i. tcto, ^jí-

lïL_ to

1Ш ПТГ

íí---

¡4 \

-

.1 — Xt£l

ИУ

■ Г

\ ■' i.'.•>•

- вход co;:o;'

- ,pi¡ход осле

; ик

r~i r i _Г "

' } by]

■■J r

LÜ----Tbf

--ГГ i >

i

:____i !

i

- - - с

U i^u^ï ?

i

г

КЗ .'ГяС£ - :п"к : ,;к Vu JE

ИЗ .\'a„se, - кэГю-к 1

SC,.

«окна замена части извести, испоя>-£у«^г.*4 .зг* ^з^йЛгСТ »схсдноЯ вода, на едкий натр, что позволят «шахтъ »егпчжу «ачгыззевйВ жесткости вода, поступающей на обгссоляаэйаи, Как яйка^заеа впа-яиз практически для всех пр;фоднкх и сточжх вед Т50, >:с;::то рвали зова ть схемы по ряс.3.1 + 3.3 без прягенечая сод;; /б/.

Выделенные олши* и специфические признак« схем оПгссоливв-ния с того кратным использованием е,цкио*ды ¡¡эгденпего регенера-ционного раствора позволили разработать от >'№>;.ьнуо сх-'чу годо-подготовки применительно к условиям Саранской 70Ц-2 (р-;с,3.6^/7/.

Установка разработана па базе 1ф\ш?ипшхышх рь'л«":;.3. раго-женнше в схемах рис.3.1 и 3.2. В качестве хоррзкцяеиаи обработах выбрана замена части извести, додаваемой в семтяктоль, яа азхиЗ натр, а также обработка части года на СС -».яатяой £йлырв. Ддя щелочной продувки испарителей И-1 предусмотрела обработпа 53 либо кислотой, либо концетрирован»ю8 часу»-» Оогйх^сго ^агсшз-рационного раствора в узле прягото«ле?ггл ¡«/^всра^оказго р^огморя.

Разработанная схема псвэолмт ро&.*а;и£5гь акоглгетзеав тробо-вания, которые предъявляйте* не только к 'ГЭС о шссяггш экологическими показателями, но и к мелоошшшм Раосматрчьссмиа технологии в равной степени могут применял.-«:-: аа 7ЭС с хшзчэс-клм методом подготовки добавочной вода. 3 этом случае используются для переработки еточянх вод химического обеосо-ивк::«, обеспечивая сокращенна объема ютрсблеигя нсход?<оЯ в

обессоленной воды и видалслиа игдеральинх лохшопвнтов з тоаарпом виде /10/.

4. ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЙЕДОЬАШ ТаШ'-ОШЛ С ЖГОКТШШ ШЮЛЬЭОВАНИШ ВВЩ?;Ш''Г0 Ры^СРЛ.^О^ОГО ГАСГСОРА •

В лабораторных условиях иссд-одо,тласъ вой*ожнозть н оорвдэ-лялись условия использования продули Г.ЙУ Саранск Г:Ц~2 для регенерации -На. -катонитных фкьтров /7/. Парввз »жвфкч-шя показали существенное отличие процессов регенерации продуикоЯ испарителей, работавших на пресной воде, от работайте* на морокой, В частности, при обработке продувки кислотой обрезоъкаалоя осадок о ни г шли седиментациояннад свойствами, попыгм регенерации катио1Шта подкисленным раствором приводили к росту сопротивления слоя катеонита. В результата лабораторного эксперимента бнла отработана технология приготовления регенерациогаого раст-

вора. Она предусматривала обработку продувки кислотой иди концентрированной частью отработавшего регенерацпошюго раствора, интенсивное П0р«ме-;ш1ваш!е, отстой в течение 10 + 12 часов и фильтрацию через механически« фильтр, взршсляешЯ технической или осветленной водо;"!. Такая технология бала заложит в лабораторгшЛ стенд по провор»« возможности реализации схем водоподготовки с

циг-лами регенерации,на установке для поузлового про-(лдаленного эксперимента к на опытно-прсг.илаленкой установке по переработке сточных вод Саранской ТЗЦ-2. ота технология показала хоро'вие результата /7/.

Возможность и условия реализации зодояодготовок по рис.3.1 •л 3.2 проверялись в лабораторном эксперименте на стенде. Схемой стенда предусматривалась обработка сточных вод в лабораторном осветлителе известью и коагулянтом ( FeSOj, ), механическую фильтрацию и двухступенчатое «Va -котионирование в лабораторных фильтрах, ыширгтчие фильтрата в лабораторном испарителе - дистилляторе, обработка продувки кислотой ( HpSlb, ) или концентрированной tícTin отработавшего регенерационного раствора, отстой обработанной гролузки и ео фильтрование через механический фильтр. Дллео обрабсткз J/я -катионитных фильтров получен-

:■':■'» регзяо;раствором, обработка жестких стоков мэпостыз '} лабератор:!;:''', кристаллигаторе-термоумягчителе и смешение обработанных стокпэ с основным потоком исходной воды в осветлителе.

Лзбораторнуй эксперимент подтвердил необходимость введения п замкнутый цикл рэгзнярацтги требуемого количества катионов натрия ( ЛЬС'Г -> J>n¿t$), что реализовалось при первичной обработке раствором поваренной соли фильтрухпего материала и "доукрепле-ния" поваренной солью продувки лабораторного испарителя перед первой регенерацией лабораторного „Ya -кя.тионктного Ультра. Последующие регенерации проводились без дскЗавлеггия поваренной соли в концентрат испарительной установки. Было проводило три серии экспериментов. В первой и второй сериях продувка подкислялась серной кислотой до рН = 7 + У. В третьей серки продувка обрабатывалась концентрированной честью отрпботавсего регенерационного раствора. Результат?/ экспериментов показали, что при использовании подкисленной продувки испарителя при кратности расхода натриевых солей 2,2 «■ г-зкв/г-акв для осветленной волы со средней минерализацией 2,г< ♦ ¿,Ь г/л обменная рабочая

- к' ••

емкость катг.онита КУ-2 в фильтре первой ступени находится в продело С,'¿о 4- £00 г-экв/м3, средняя осушая едаость по двум ступеням 500 + С 20 г-эквД-3. ¡!?п использований в качестве регвнерацп-огпгого раствора с::аск продувки кспа^тела л ко:п;е;:тркрг>вашюй час?;; отработавшего раствора при кратности расхода натолевых солей на регенерацию 1,5 + 1,9 г-экв/г-акв для осветленных вод с солссодерлаже.м О, С + 1,5 г/л среднее значение рабочвГ. обменной емкости по дьум ступеням Л'п-катионяроваигя составило 6СО 680 г-зкзД-3.

Результаты лабораторного гксперпме-ита показал! нагычие в продувке испарительной системы органических соединений, Зесфатов, кремнекислых соединений, мккропркмссзй, которые бносят элемент неопределенное те в процесс осадкообразования при пркгог-опдешш регонерандошгого раствора. Это обстоятельство потребовало дополнительных экспериментальных исследований на последупцих стадиях про'лашепного освоения технологий.

Воз:.!Э2ность реализации схемы еодоподготовхи по ркс.3.3 так-у.е проверялась в лабораторных условиях /4,9,11/. Схема стенда

I - бак исходной воды; 2 - ротаметр; 3 - .//л-катиокитный фильтр; 4 - емкость для содоизвостковоГ: обработка стоков; 5 - испарительная какера; 6 - конденсатор; 7 - механический фильтр; С - емкость для рекарбонизации продувки; 9 - бак регенерациэнного раствора; 10 - бак отмывочшй воды.

Рис.4.1.

Стоки лабораторного -/•'а -катионитнего ^шгьтра обрабатывались известью и содой, выпаривались с получением концентрата с содержанием натриевих солей до и вторичного пара, содержащего до 5 + 7 г.т-зкв/л СО2 , образовавшегося в результате гидролиза карбонатов. В дальнейшем после обработки концентрата испарителя углекислотой, выделенной в конденсаторе испарителя, он использовался для восстановлено»! '^пльтругацей способности лабораторного Л/п -катаонитного фильтра. На рис.4.2 представлены выходные кри-

пркведена на рис.4.1.

п . ггтг

(I._____________

I V, . 59^- П ¡1

ГЧ

6 8

-ГДь

1«У

вне лабораторного .Л'Ь -катио.татного ^г.лътра, загруженного сулъ-фоуглем (кривая I) и ¡{У-2 (кр.иая П). иэвиспм>сги получены после регемератзш фильтра "7%-mv. раствором ¿(аС( и обработаншпл; стока-:,-.и первого - четвертого фильтроциклов. Получетше данже itoicasu— яаг.т, что качество умягченной води к рабочая обменная емкость практически согр.гиттся неизьмкншл! независимо от того, регенерируется ли ,\a-r.ar/o:ii'.'."iiiiîl фильтр раствором .ХлСЕ или ко;щентра-:;с::аритедя, обработанным по предложение?, технологи!.

I - после регенерации "fo-mm раствором ХпСС; :: ~ после регенерации. сто-ïqiKî I ''плътроцнкла; 3 - после реге-цэрацп.: стокакн П фильтро1;:кла; •'« -после i сгонерации стоками " ;;г.ль7ро-цккда; t> - после ре генерации стока1« 1У кла.

Гис.4.2.

Теккм образом б.чла доказана принципиальная воз;.-огс:осгь реализации годолодготозо с с г.июгократным использованием единоядн зведвнгого регонер-ацношюго раствора по схемам рис.3.1 + 3.3.

5. оют прй^г-зпг.го оспозз'л текя'еско:; юотодготшз?

£ГЛ TOC С HJCOXKC! OKOXOr.HECKlMi ПОКА^АТЕЛЛ-П;

Результата, полученные в лабораторных условиях, уточнялись в процессе поузлового проклеенного эксперимента /7/.

В рамках поузлевого промышленного эксперимента исследовался -Л'а -хатаонитныЗ фильтр I ступени диаметром 3,-î м. iiicora загрузка катяонито PVKQLITE С-100 в $лльтрв сос^нш:ла 1,15 м. Реяли регенерации поддерживался близким к лабораторному.

Основные характеристики процесса регенерации для сем:; последовательных $лльтроцяклов приведены в табл.5.1.

Изменение гесткости на выходе из ультра в процессе регенерации и откавки (ваходные кривне после рег?нерлцяи) прнредопп на рис.5.1 а 5.2. Наиболее лсследорян был фильтроц.-кл 5 3 (рис.5.'.:), для которого били oi-рвдолюин или рассчита.'ы все основная компонента регонерадаонлого раствора и отхмвочноП годи. Анализ данных этого ^ильгрскхкла псказ«ва»т. что при подаче реготер'гзнж-'сго роотрори происходит его значительна» раэбивленяе ».'•до.'1, ос гаю* 2-сд з *ильтр«.

20

10L О

, к'кг-эка/л

Гтл:" т р : rrhi

и » *•; { i

2.0

'•jZJ Объем pe- Oöwai os- Z¡»st m,

т » к*? шш

раотЕора, и ввдзй- Г№- >¡ ¡p-seb

„в îscjo

растаорв, w J*WÏ- ireyd

уД feop p-Aáí»

J 3S 36 M 54 7Э 3 - S56 1,9

2 • 32 34 36 3220 2p3 - vyC ¡82

3 46 36 40 70*Я 2 - Э

4 23 31 55 2S78 2, S 0.Л2 733 ls6S

5 35 31 35 45Ш 2,5 05Ш Ш0 1,63

6 36 36 S3 3S3I з»з - 12м i.eí

7 24 30 S3 3605 « 0Д5 OIÖ 1,33

SCO icd

ö

m * \ • Ш

2Q

40

60 V.iJ5

гвбяяшав» •oöfen ОТ£зофс;»Ш ya-jrapss, wm» шет га

nprac-rss sœssae? EpscsÄJixaj E¿> одафедг ae^íf»

даежгаЗ bsjsss cí^ içp.smffiSEasra.

C^ôStUm 6&23jSKSS ®2ВЭЭ1Ь so-sstcas» взгшдеа ewsaszas 1040 s^sra/st™ rpa qysmt&j jgn^yi«

ею! ТЭЦ-2

3- ношра фдадкдазкг ï«55»^ f^33 **

sa îjSB

_ Es швк» ййзетзто'К.йзз ,,?> • ¿^а&кшз sffiíjsija^ в ' « воуадовсз» щрваизвсшогз smnigemrfo зз раврабокзие в есвдаяз тядондемиааодвд

с теша вод ТЭЦ Ttpœrzï.zzvcziz:*'.-^ ÏQù v/^ïd, s игеп&я&к® жаню, ~ ¡тазгзда.,! r^-j»

îsecee глубокого яшцеитрирозаиаж nfJ^sscfl ísies ка utsjpcS -» перевод МИГ m питание сточкшя шоиет Î3ÎI (продуй»® ь^т^ис-да „

для усреднения пс&аютс»: дявчим юда в торрвтоуст s уо корпуса ТЭЦ), грвтяй - яедошюмзшв иггегуючясб ют ЖУ еа*

, у

I!

вда!-

■гхзА

№ (

Л:

ал\ i к

ШР^ ? -У^г^зЛ—Лй-—

Й М-?' V/ г »

"пЛ.2,

Ч вкгояеш НС 07.

рагвнэрзщн »»»ряЭ-ввзаазаяик фиьчраз,, Дгя ®бсра я гзрсрг-145отог щкздутхз^коЗ кода э рзл-» ' зеркцхсгшмВ раотаор бмжв р^атг-эогйнг охека о жзс?ия Оакжмя-раакторамн. Пока в эгвоы арсх®» ; го?щ 1 нвкоял?кз9. аз ¡втором • врощзэз обработка Еро»

зукаг пяалотов яжбо ковдтдо» ртзаккой ^езт&в отрэботавпгта , р?ге5ерашснкого раггаора,, П^а гсягазявказ йога гишэта йггба-рыает я а расчета д озкийка® рН раотаора 6,5 «■ 3„б; е врк обраЗояЕЭ шоташя зтоккжа => квЗд>алн$изн гшфатасй аддач-

¡1

---Л

Ле, -зят;

2-3

ггэзет арогдтап гашшжа «"газтявкзв «3>1сук?кг,сзз; о-з&та еткорг&ат в •-;♦■! 0 вз> згарва « га 4*5 чезоз,

^„З.Х гзкояте-з прайме врзаззсоа рзгвяврвщя

сггчг.ъп- фштця тр25в с?упэ!М ретеЕврацасня&а рвто» ■с^г-йжа Ев йзсяггвш Ш взвтеаав •квягавгвяаа I а вгтаа 9 тлззьв очргботаяого ретвкврадг»

Рвз„5.30

Сраяянй'гйэяыгйй ревзгаа катрня га рвгвкврвди» Огига^роа о отрво^эта на ьотрзд ая5раи составляя 120 г/р-адщ. ирп: этеа отгвзта вогадгшг гагткогата КУ-2 в фкяатраг вер» г®Э отдгязкя вевтавгаю? 600 * 600 прз орадаей авот»

востя эшсгчаяиоб кода 0,1 о 0,13 ит-евв/я.

?®суг»тата тешзоивгтасжзх ассгтаягЗ рэкожоггрувроегатай дяз переработка уюсггсюпа етеч-виз вод ГШ в состава ОПТ Саранской ТЭЦ-2 празвйвяа э ■

табл.5.2. После реконструкции АБС (зжспаш вполз ;&ъ*?алиюй води и cî'CTGîîïî ггрокивкк пара) обеспечено яадсхтоз « кйокоикиое восполнение потерь пара и конденсата ва ТЭЦ,

Таблица Ь.2.

Номер корпуса Наименование "'*', *------------- иа*' I п ш и У I'acra- - piiTO.V! »ста- лита

Давление греющего пара, Ргр Ша 0,7 0,53 0,40 0г32 0,20 «

¿'явление вторичного пара, Рвт îvtlîa 0,54 0,41 0,33 ! 0,16 -

Расход питатель- 3 пой вода м /ч 25 21 19,5 li. Ъ,5 £5

Состав вторичного пара по корпусы и лондонсе-:. рассирителгх дистиллята С» J.j

pli - 4,2 4,G 4,65 5,1 21 7,2

С0,2_ мг/кт 15, В 15,6 12,8 П, 7 11,9 2.0

м кг/кг 1С 10 S 9 3 10

J/a ми/кг 62 В 12 10 5S5 23

Состав продувки Реетри- КС трата

Спр Г/кг V8 84 7fi 61 54" ~ ~ 87™ ~ ~

Реализацией в донктзптм *аеЕ«Лз Ti t'pSp

в дистиллят высокого качества сточяюс sos Сэз при*}. isfciiilh > дк оп;

натра, повареиноЯ соля и кислота доказана принцам. .AbLEiJ ; оам.-.ж-

лость создания TOC с вкеокига гкологичесдол« ХОЛЛ-«

базе термохимического обасссшшат.я.

е. РАГгилга HOXÎX ГГХРМ истадавлш*

УСТАЖНЗОК M ШЮ-Гг?К1$П КСШЮТШЙЙ

Главным звеном технологи" годс.пг.дротовта дяя i <j0 vi t

экологические: показателя;..-.', з псионом оираетд^тгл ti .iiî:-.c-

экономическую и экологически . явкн-т c-n '

кая установка.

Улпевие конструкции кенару. толеЗ и традиционные схеми вклгь-~с:п<=л ьсйаратальннх установок не решают целого ряда проблем, ."■•■(мщу. г„вето в облгет! гс"отт!>дгч->товэд1 и йэгдитн окружающей среди. Г) чдетяоетп, храи^'^тс Ж' ¡¡о яашга применения на ТЭЦ из-за зрудчостеЯ 5"х эгся.туст-.25тл в 0Т«---'Т2ЛТ,!ш2 аериод. 3 соавторство рэз^пботаиа тешюфягягстс. ;;ая 'хурбоустановка с испарителях®, вклкь в систему соЛ'Гпспа осту^-оЗ водц /II/, Испарителтзя ус-тэиолса (НЕТ ТЭЦ) иаюммально ¡оптирована с ггурбоустановкой и ио^воляет восполнять ;ю только внутренние, но я частично либо полностью внешние потери ъот па ГОД. Автором разработана, опти-гогсгрезвва и ¿недрена не СмсхоЯ 13Ц-5 ШУ, включенная в систему подогрева спгвой во;и турбсустыю^ки 7-17Г—130 /12,13,14/. В соавторстве разработана, яодтвврдчкгьд я услоишх аромш&леняоК зке-плуатачгш на Омской 5311-5 'л Саранской ТОЦ-2 високув надежность, автономная /7,15/, Схемой ЕТУ предусматривается параллельная ведзча поти т> испарителя, яарзляелышЛ швод дистиллята и продув-.-.и, параллеля'иЛ гивод в атмосферу продуктов гидролиза карбонатов из гладого корпуса, Такал ЙЕУ для ТОЦ обладает повшенной тепловой &ко1;смхч!1сгтыз га счет организации регенеративного по-догрвгк! гчтательноЭ воды и дастидяята /10/. На рис.6.1 приведена п; с. эвтто::-; г; 7 ^'"¡Ерог-а'-ш^й ясппрлте.'пмоЯ ус та-

кс;.,.л ¿''Г. грс.чзр«д5Т8г дг-бяЕтоды и псрор?ботх-.1 стоил» вод /и. 17/, особенно? гс:з ?тг>2 пхзягчяп-ся то, что

водяя о стоппс год реяла суется без дсяолгштолдалч)

раст'-п.-, ?»п,*а ьа установку, т.е. по схеме "без энергетических

и ¡р.

: 1

РП

/г: лг ' лт

.л

СТ9,

ЙЩЗ

"ЬЦ

1

т. д7

Установка находится и сгодик ионугяе н« Саранской Актором нреддагвна МИУ дла промшимняа-оуоактагьимх ТЭЦ е ñfpáa-» наш Р в ПТ /18,19/. Схемой црздусыатрггеггкч« нокагрзв ïaatK spt-« игводаиного дкетиияте s системе рвгенградаж КйУ я ort s

Явавраторк 0,6 МПа турбин ИТ к Р. "Холодай" даотадазг пэ.< .-гс •.;• в ко&денсатори и г систецг рггеаарацж каеаого дййясишз sypösk ОТ, Установка внедрена на Тобольской ТЭЦ, Сермкш грдаззта тшажхяи « зкезлуатацией БИУ эиврго&гэго» 100 §• 200 КБ? s sep«» ыкж вх » перваеш-у» чеоть эдектрмч«сшЕ нагрусет m /20,21/, Произяодатояьиоеть Ш s чаек ешеш ирг^.п; еивргойяояа рввкэ падает. АЕ-гором щэдкогвк« ïjçôoîsîîksovi—• ташх еивргойвоко», CKS^essisn вредное гордайатзк® -v*.

реаш pñóow /22/. Наличие рзцнркувяцгзг « cse«üö8 v.

на яшгаз основного мвдаисат« турбина aoeaasset гяв ««юг о: s? gerpysss еи^ргайЕО!® тшшдьюЗ раоаол --

äfläjäsft водя чаре s» Кй, Дзд зесовдх КХ Е

as KspoaoBfisaS ГРЭС адевня beí34»:í?u; Б???. •июзцчья*«'

ptiam ase ¡кщгргтвга прз paSoi* m 7.4: л^га fe ©£K©S q^ösas /23/. 5 К3№ft>j*5}S3 JBpaä« 8fi¿»'«8 К® es ®5KEKí

«TOW®«; comm. В стаи сжтггг аддвосг^зргек SWÏSKSS б'Др'С^зэ овуваочгйадуь и» во иарааклгш?*, s в© Ba®E$swssv«msä «змкз« Аотороя üptÄSOEeßa Ш о воолазояятвяьяй?: йхгеггавз iKssjr.îc.sr^ Яйг йоряуоов /24/ к 'с модорнияиромкюа: г.ероточкма устр5?стгг«, нвятв б тречэчнж ?отройоохггдаипьйг <сав?а вотазю азга-Ts/лгюй mm погзшше? as очаг Seassçssœ Bwaresss еадгч» еотокй уот«й«сто водвгразагть зроввка гзя«58*р®тг вад rpesssÄ «заэсвй» icss вскагако, казболз? дасгогама eisswsotrasssase sosa-штэдгшя е&ггдгйт аопарзталз!, реботааага es йода, врошкгкь®8 у®-pcSíHHya зодоподтотезку (аспаргтал^га® устаког»: кгвовфкйого яогаотяння-ЮТ© я о взнзоенно£ кжоЕ сшзкая- ЙУВЗК). На рио,6„2 в 6.3, црисэдани схем» вмеоковконежвткх ИУМВ /25,26/,

Рис.6.?.

Ctögaraajg аэ1 Тподпи точная год s

йгссяая 'jKcac_-s"3K>cíi дэг-отагаотся sa счет угкгаза-цял мпда кснчгвнз ;соядвя-сатороэ а оиотгиа аологра-Es основного конденсата •зурбюга или сетевой вода.

Автором прадлогаяа кснзтругдая исяарзгаая о

ШК®С8!Ш03 SOHOâ ОТрЗНЕЙ,

отличавдаяся оузаотаэнно нв)п>мй металлоемкоетьв в гй<5ярз?тйия /27/. За счет подача пера п центральную ■jpydy tum колы» ву» кол» »

-Гао.6.3.

^равдзД в«кии яепфгюяи обэатпвт&втса oasts ак» даимиив, аювяи-

«таите í^ra. "йвяая шяирузгакя вспврзтеля позволяет нг-•З&гяга ияэдга&гзз отяаяшй э трусгз гр-эваг! оввдт еря асполь-ïwsww э smeew* ввгагглмюв зрзэздазтз ynpo^ssniyn обработку зо— .'J,'« ^ja яеашеошвда rssajawes гяза M а мгаевта« паропреобр®. rserraae fcoc» ожконква «го тссюэбтяао 28ревтвр»зяш и*-ва

^ÎX.f.SWJfK» ИШШ 5У58ВЯ S ÍSJCKSSS W8JSJ, ШТОрОО ПЯдЖедавТ-j .istcj'ci íspcseoímihi sonoTpyKöjss ssyxc^r— та гздадогкэь яшяялго 9Ю70 квйоотатка (рзо,6.4). Па-5Ффзрййнал Егрчкото'йяя огузок», рзбо-тагстаз а 6альвой гвр.-лтвро-пнлой про-д^тазй вй'З гааяскмостз о? л t и „ вевг-Ш ятвт взмою» митяяв яоеЭДядави-?а тгпяопврздачи. В настоящей аремя 8ЭЙ оо&лзтоо о ИШАМ ра^работ-

йу п0 8тс1 034089 Принятого К ПрОИВ— задап^ ПО "Краски!! адтадьвшк" ааро-эреобраазааталя бояызаЗ я*-ои »води тли ь-яоета.

Првдлоаекинэ рсплрчтлля и лхячи вспарзтвльинх }ста»ю~

ÊCR ПОЗВОЛЯЕТ Oym»OTP9HflQ повисят*

ssohcuk^roctv в нидпжчооть роополл'шия

SOT0PS ПврГ. 8 КГШЛ^'ЮПТП 1(9 ",'■(] 7«ф-OT490SI3Í катодом.

1Щ

3 - .-.;!/•••?; ¿ - грвжэя si-'х^щ 3 - ггэдтршгьная

Раеэ'5= i,

7. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК РАСЧЕТА И ОПТИМИЗАЦИИ ИСПАРИТВЯЬШХ УСТАНОВОК

При разработке и проектировании испарительных установок особую актуальность имеют вопроси кх расчета и оптимизации.

Методики тепловых расчетов -БИ7, используемые для определг-ния производительности и выбора типоразмеров испарителей к КИ, разработаны достаточно давно и подробно списаны в работах Стер-мана Л.С., Ыожарова H.A., Лавыгина В.М., Бускунова Р.И. к др. Трудности с расчетом производительности, выбором места шитчзгая и типоразмеров оборудования БИУ возникают при необходд.исгл производства добавочной воды несколькими установками, особенно ¿~-л энергоблоков, работахгцих в переменной часта графика элактр-.ч к-кой нагрузки. Автором првдлсллна методика, позволяющая pesüiti ату задачу /28/. Решение задачи сводится к определению глоба-с-ного минимума оушарных капитальных затрат на БИУ. Сукла капитальных затрат К-К,гК2<-... + Кл где Kt=j Ф,с>... при условии, что заданная производительность испарительных установок ])" .D,,; .'i.tij,^ Задача Сила решена с применением метода Даграньа (условного минимума). Приравнивая нулю частил производима функцид Лагргишз по леремешгш J)nt, била подучена система равенств, из которой найдено условие ишшмума капитальных затрат в виде

iüjL = ÄKz - = Мп_ [7 п

dj>ul дЛ,2 О Dun 1

Полученное условие позволило построить ншогра*а«у для определения количества, места включения и оптимальные типорагмеры испарителей и конденсаторов испарителей для Б11У блоков 200 л 300 МВт, работапдах в переменной частя графика injy'Z'xs.„

toi теплофикационных турботстановок, a oroaxissV'

ном режиме с минимальным пропуском пара в кон;-;5но?тор нлз з рэ ■ «яме противодавления изменения в тепловой охвыэ ни пртаолчт к изменению расхода пара в конденсатор, а s * голо -

ве" процесса, что исключает применение мзто-г Р.:бхнэте2:т Я Н и Еепетплъникова М.И. для анализе эконоьгачпоста турбоус тнозоя, Изменение расхода пара в любом отборе л T>j 5 гчсэ floiao-

дом или отводом тепла л ДА в /-и ступркь uo'ü'ot".--. ь^лл'Л?---етсп в в той случае изменением расхода св«язго c?.v? s vy eye :v;-новку Л; , равакм : ~V ^ л ".V., где :-.DP ■ су,-тг ;сс п- ' •

расходов пара в регенеративных отборах /29/. д'дч К ^ ~ пропоретС1 ияьности, то

(7.2)

Пря И8Э90ТН0М рг^ходчоч ГОР?>{ЯЦПОИТе ^ ~ 1 ч К^ ДЛЯ ТвПЛО-

фпклционких турбоустанозок без лроотерегрева при заданном л Ов» ига определить язг/зпетге расхода тепла па турбоустановцу л О о из зависимости

А - (/;• /п т>

Левая чзсть этого выражения совпадает с выражением для коэффициента ценности тепла, введенного Рубинштейном Я.М. п Кепетиль-ниясвмм М.И., но ко ид-зптлчкз еку по сккслу, т.к. не предполага- ■ зт неизменность электрической мовдостя. Поэтому ока била названа тзплофкакионнпм коэ^&ис'ентсн цв!гкоста тепла, йгражение для определения изменения модности можно получить в виде

- = 9 , •( ■ _ п (7.4)

0. гн <-мГ 1 и ^ 4

■ Левая часть этого выражения совпадает с выражением для коэ-'-'.1лпхоНта кзмеяеч&я 1.'ог;;сста, введенного Рубинштейном Я.М. и Кепе-тшгекьяохкм МЛ., но также не злонтична ему по смыслу, так как не предполагает нелзуенности Ой . Поэтому сна была названа те-пло-;иклциониым ко»*^ашивнтом изменения мощности. Выражения 7.3 и 7.-1 позволяют тчитивать изменение расхода тепла и мощности турбоустановок при малых изменениях в схемах тепло*икащюнннх тур£оустановок, в том числе при включении БЛУ в систему подогро-ва сетевой вода.

Автором разработана методика конструкторского расчета многоступенчат!« исгаритзльнызс установок /30/. И частности, пользуясь рекуреитнсй зазлсгаостъю для определения производительности ¿. -оЛ стугешт У<1У или ДОУ, бала получена наиболее обгдя '^оркула для определения удельного расхода тепла гроизего пара на установку с учетам "от?рь температурного перепада на •фзико-хзслгческую де-ттреос'.то { ■ ) л в трубопроводах (л Ьтр) •

< - а

г Л ^

Здесь коэффициент а учитывает влияние кьнвнения параметров по ступеням установки, Ь - влиянии каскадного слива по ступеням конденсата грещвго пара, а С - влияние регенеративного подогрева дистиллята. Разработанная ¡«этодаха позволяет проводить анализ тепловой экономичности многоступенчатых испарительных установок в широком диапазоне изменения параметров и характерксгп*: ЫИУ и ДОУ и была использована при оптимизации параметров ДС" Тобольской ТЭЦ. В частности, была обоснована эффективность Влсо:-.о« температурной дистилляции и разделение потоков дист^хллта ¡.а "холодный" и "горячий".

Автором разработана метожика поверочного расчс. . ;..::огсс.., пенчатых испарительных установок. На осново рекуреь:;.:с.. зш -мости било получено вирахб!ш8 для определения тешер.1т;--р:ю- г..-ревада в -ой ступени ШЗ л виде

л-f.-. tmt-tfon - (n-i)-&tr,o,^î[ï,' fit/(Km ■F'ni)]

(7.6)

где Rj = ЪпЬ^ ■ сp ■ -h T>PJ ■ ttij

1!атоднка поверочного расчета позволяет дзя вобранного ткпо-размера испарителей, заданного чкела ступеней установки и выбранной охемы определить пронзводзтольность, расход греэдзго пара, избыток вторичного пара послодла!! ступени, параметр:« и характеристики пара к воды по ступеням.

Разработанные автором методики расчзта и оптимизации испарительных и дистилляцй01шнх окрвшштвльних установок позволила ооздать методическую базу для анализа существующих схеи установок и разработки новых перспективных решений в области термического обеосоливания.

8. ТЕШКО-ЭКОШМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕССОЛИВАНИЯ ПРИРОДНЫХ И СТОЧШХ ВОД

В технической литературе часто встречается утверждение, что применение термического метода водоподготовки на ТЭС сопровождается снижением тепловой экономичности турбоустановки, и термический метод с точки зрения тепловой экономичности "проигрывает" методу хихячвекого обеосоливания.

При подготовке добавочной воды методом химического обессоливают на КЭС или отопительной ТЭЦ она подается обычно ь кои-

.op y/pjvHii. Ораяяз этот способ подпитки ва исходный, автору >ы ¿jKt'if^ojra многочисленные рпсчзты, позволившие опреде-

состазлящув производства дистиллята ( ъ цена™ 1934 г.) три ъклачэттн Ш л воэводе дистиллята в различнне узгч /31/. Результата росчега при включении испарителя

-;роя:;зодиташ *эстыз 15,0 т/ч в 5-3, 6-й и 7-3 отборы турбоуста-;:овкя К-300-240 приведены на р'с.8,1.

!2

4

0

~ 3

1

1 ! 1

г\ I 2

9

~5 L, !f

Ътбо;

.'3,4 - отасд диеишюта э -мтгчтчр; 2 - отвод дястадынта т .члч^рчтер 0,7 МПа.

Рис.8,1,

На основании атих данных иояко сделать выводы о том, что при правильном выборе места включения блочной испарительной установи!! в тепловую схему 'Турбины типа К, ее теплота ч экономичность и при тер-гагческом методе водоподготовки, 1! при хпмзческом будет практически одинакова.

Аналогичные результата были получены для блочной испарительной установки, включенной в систему подогрева сетевой вода турбины T-I75-I30 и Т-100-130 /32/.

Дед 9„эс«Шб:гно-от«паталышх ТОЦ с болша» невозвратом кон-дглвяга s '.¡родогодйтва (с большая знвшгимя потерями) обеспечить яоспокчэйГ) ) потерь без ухудшения екоиошгшости турбоустановок не дается sp:: ж5ом verose еодоподготоеки. Добавочная вода, пош'о-тазлзчнря методой химического обеоеоливанпя, на такой ТОЦ пода-зтея, ?ж :/рпвзло, до 5;? в конденсаторы турбин, часть (40-50$) -я "рассечку"' иэаду подогревателями низкого давления, и осталь-кое - ч деаграюрц 0,6 МПа. При этом обессоле)тая вода, поступп-паая в *рясс8Т.чу" и деаэратор 0,6 МПа, подогревается предварительно пером из станционного коллектора 0,8 4-1,3 МПа. При термическом метода водоподготовки МИУ, вмещая 0-7 ступеней я бо-дпе, "зямнкячтея на себя", т.е. тепло грепиего пяра используется водгностья для подогрева подаваемой в "рассечки" вода до том-я-.р^тзрч Ю4°С и подаваемой в деаэратор 0,6 МПа - до ~ 150°С. 3 ртом случ«« удвльинЗ расход тепла ( ^ ) и удельная недовыработал »данос ги ( //^ ) кяк при химическом, так и при термичес-

ком обессоливанни практически равны.

При участии автора была решена задача вьгбора областей применения различных методов водоподготовки для отопительных и промьпв-ленно-отолительншс ТУЦ с типовая наборами основного оборудования. Результаты работы приведены на рис.8.2.

ЕЭ - БИУ

З^кеп/т

юои

фдоГб0т_/Ч

Daos-800t/4

3«;. КОП/?

ICKHl

- - - традиционное хим. обессоливание - хкм.обессолнванкв по схе <е АзКСИ G3 - ШШДВ

V ■ Га-

10 15 ыг-экв/л Рис.8.2.

Результаты свидетельствуют о том, что дтя отопительных ТЗЦ с малыми потеряг.ш рабочего тела ( 2W-6G т/чао) применение термического метода водоподгоговки экономически оправдано при всех типах вод. Для промыпленно-отош'.телькых ТЭЦ (расход добавочной воды Дь5 -800 т/час) примененае термического метода оправдано для исходит вод с минералазапдой ( '-< ñü'l' > 3-8 мг-экв/л). Полученные результаты использованы при разработке "Норы токологического проектирования тепловых электростшстй НЛП-Т-еЪ".

Представленные технкко-эконокгаческие аспекты npiaianotiM на ТОС термической водоподготовкк дают ответ на вопрос о его тепловой и техиико-еконокической &{<?*кг»1вн0ств в сравнении с методом химического обессоливания, позволяют выбрать рациональнее оолао-ти применения различных методов водоподготовки.

9. ИСОГЩОВДШЕ ГИДР0ДИНА\01КИ Я ТИШООШВНА В KCIUFHTFJL'Ji И ПАРОГГРГО'ГА^ВАШЯл ПРИ ТЛУБОКОН кокдаотиголАЮШ ШГРОЛЧСС И СТОЧШ ВОД

При использовании испврителеЗ в схемах водоподготовка Т:>„' с высокими экологическими показателями требуется обеспечить в ¡пи глуоокое (до IOO r/л) концентрирование г.вгнтеяьноЗ к>ян. При эксплуатации испаритмлай в этих условиях оыло ocmjyxe <о. чт-

usn 'puic-ihin so сяюоншм уровнем етдкоста в спусиюЯ щели (ра-$QVi Л.С,Ст.;рхаиа а Н.А.Ыажарова, Р.Ш.Бускунова, Е.К.Голубева a др,).

lia рис.9Л прздйгаызин йо^-чоаиыв наьм л друг®« авторами сгзсалуслышз уро^гя ¿зи^тап) s опуокяой цели испарителя (к0п) л зазисгмосга от солеиодвряаяял гляаентрата /33/, Из рясунзса слв-i&i's, -ко рря утшгя^шжго солвеодвраалнл ¿шцсатрата

(ЗСЭ0-60С0 да/л) урошп з ¡*а«я pssso понижаются и но восстанавли-sfir-тая галота до прзжолым! ссдесадержаний (100 г/л).

Ib ipnîiu-ax pi:c,9.2 праведены

к-ё

I-»

f si-J К

* а /

so

■о ce Ряс,3.1

j ri~r1ïTTj~

СШЖ^"

EÉtf

швмсшостя изменения весовых уровней концентрата в опускной га-иг; (а) л над грэщей секцией (б) от времени прет перехода через жритачоское еояэсодертние, по-~j4'-iitiiie на тратьем корпусе и!ИУ Сенекой ТЭЦ-2.

Существования регимов со еса?знннм уроглем в опускной ще-:эо î» ш, автором было дано сладукцеа

ойъйснвдшч. При определенных ре-гагих работа изсзритолеЯ и паро-яраовразоэг^&яаЗ ыогут аознпл^ть условия, еогдй спорость даркулжцза и г.онтуре будет янкптаровптъея расходом среды с грепцой секции в опусгаую щель. Наиболее часто та-!С28 рЗЮТЫ могут НйбЛИДаТЬСЯ При ЗИЗСКЗХ еолесоаэря&тагя концентрата, низких весо-21Я уровни гэпцентрата над грещей секци-еЗ з iostxsx аровзЕодагглыюстях, при ко-trepax змеат ийсго зд&таталышв данамичвокиа напора вгзре-ззодкпкх зтруЛ ла выходе из труб греязей секции. Такие ражимн моаю рассматривать так регжы с "частичным ра?-равом"' контура естественной циркуляции /3;:/. Авторш б:-яо установлено, что волгеша т-рэпада ля.вл?;;ил па гроицей секция (а зна-««т "1 вегсво'Л уровень в олуспюй гели) ?п-?ггят гг вторяпчого ¡гпрч, ьяс:: —

"•г": сг::Гпст;- :i<"i г; vri Г"п,1-

грепцей секцией. На рис.9.3 представлены результаты экспериментов по определении влияния всех вышеперечисленных факторов на ; величину перепада давлений на греющей секции испарителя К-600. Обработка большого экспериментального материала позволила получить зависимость доя определения относительного перепада давления на греющей секции в виде

3 Не - рфР^г =■- - кге)*" <9.1)

« - Р=0,6 Ш1а л*»13,5°С д - Рвр=0,245 ЙПа

д - Р=0,36 ИПа йtm в,8°С » - Рвт=0,4 Ша

« - Р=0,27 МП« йЬш 8,6°С

Рво.Э.З.

При показателе надеаноотн 0,95 получштная шигасвьюсть епаза-заэт внопериментадьный материал о погретое тьв 162.

Польауяоь полученной ваЕЕовагоотьв, иожно оврвд&гать отиооя-тыакив уровень концентрата в опускной щзлн

Ь^Г^У^^ЛГ^'М^'^ (9.2)

Знание велкчиин относительного урошя юоицаа трате в опусякай пели иоааоляат внаотк коррективы в сущоствущую методику тепдга-гвдравлпвсхого расчете испарителей в паропреоброэователвй.

10. МЕТОДИКА. ТЕШОГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ИСПАРИТЕЛЕЙ И ЛАРОПРЕОБРАЭ0ВАТЕЛЁ1, РАБОТАЩИХ В УСЛОВИЯХ ГЛУБОКОГО

шсдаприровАнш природш и сточшх вод

Па ряс.ЮЛ приведены ювясвиостк расхода води в опусюгую ««ль моп«р*т«л* И-600 от приаедеммой екЪрост* гире у.иСЗасхскиоеть

I получена расчетным путем по общепринятой методике теплогидравлического расчета при уоловии, что опускная щель заполнена водой, зависимость 2 - из условия свободного слива вода с гревщвй секции в кгАм*-с) опускную щель (качествен-1 нал зависимость). Иа этих

0,6 Рис.10.1.

графиков видно, что в зависимости от приведенной скорости пара в испарителе следует различать три гидродинамических режима. Режим полной • естественной циркуляции (режим I относительно нивках р0"-ХУВк )» когда скорость естественной циркуляции (я расход вода в опускную цель) определяются условиями теплообмена, ракш о "частичным раа-ршзсм" контура оотоотвештой циркуляции (режим П со средними спа-чеювши ^"'Щ!), когда скорость циркуляции лжмятзрувтоя расходом воды в опускную щель и режим прямоточного течения, когда расход а опусклцзэ щель практически равен нулю. На рис. 10.1 приведена рас-чзтно-экспервментальлая зависимость 3, подтверакапцая наличие всех трех гидродинамических раяжиов в испарителе. Новая гидрода-ппмэтеская модель испарителя объясняет наличие сниженного уровня а опускной дели и большую разницу в расчетных и экспериментальных значениях коэффициентов теплопередачи в испарителях п пп-ропрзобразователях при эксплуатации их во втором и.третьем рзжи-ках (см.рзс.10.2).

■2,0

\1,5

г

I ^

! с1 ■. 10

—

15

4 л зо

о - экспериментальные значения коэффициентов теплопередачи;

— - расчетные значения коеффицпен-тов теплопередачи по общепринятой методике.

Рио.10.2.

Различию коэффициентов теплопередачи гкспарииспт&шшх к

рассчитанных по общепризнанной методике можно дать следующее объяснение. При С1гижении скорости циркуляции, которое наблюдается при снижении уровня в опускной гдая, пароеодерханке потока на выхода из труб гренцеГ: секюш непрерывно возрастает п при определенной значении скорости (соответственно и весового уровня в опускной щелк испарителя) достигает величин, характерных для возникновения в верхней части труб гранде*, секции ухудшенного теплообмена. В случае дальнейшего С1гижеш;я весового уровня концентрата в опускной щели испарителя происходят дальнейшее слияние скорости потока, и зона ухудшенного теплообмена ь ъа,-.хяе5 части труб греющей секции начинает увеличиваться. Инте.'> imu, коэффициент теплоотдачи в этом и(учаа будет определять..я тостванно соотношением площадей г тих вон. Отсвда слсдуот •> димость применения позонного метода расчета теплоотдача.

Таким образом, при проведении теплогвдравличеокого раочатм испарителя сопротивление подводящее линий v полезный напор необходимо определять из зависимостей

-<Н„ Рм +-лРэ< H0.I)

Д ?т -1 - /]• Hrc + f- Knap ■ (i-///)]-й Ррчк , ( Ю.2)

где

&Н<о,ьЦг потери давления на необограваемем а вкономайзерном учаотках, соответственно, Па; л Рпчк - потери давления на преодоленно сад тропЕя, костных

сопротивлений п на ускорение потока на паросодвращэм участке труб грающей секции, Па; Ялд» - длина паросодераащего участка подъемной чаотв контура естественной циркуляции, м;

У - среднее истинное объемное паросодоряаннв на этом учаотке»

р\ р" - плотности води к пара соответственно, кг/м*.

По длине паросодвржащего участка труб грвювдеВ оекции испарителя можно выделить две зоны, характеразушиеся различными гидродинамическими и тепловыми рехамазда: зону интенсивного теплообмене и зону ухудаеяного теплообмена. В предала! перве;!! зоны

:.pncm -svjú с^лоэдалтея нузнрькояил пли снарядом потоком, в прг-'VJ-'i'í ллируХ - плрогазэлмткм потоком. Границей этих зон являвт-г i теин, а кот^теи aiwr о.^.* w по тога достигает некоторой т>еде28ж»Я залгают 'Л(А . Джаау аокн интенсивного теплообмена ísotio определять из йа,тслснсгэ е'готнопеншг

it -Xrp-r-rí.i^íVo-f/'-'i-q- (10.3)

Up еда о гстанисо за заросожерт^ у*гаоткэ

1РЗП5 хугетвй еокцаа mrt,? ¿ить ивйдопо олодулврм сбразса

- [ fi ■ i-fyt «ар " ¿i íJ/няир , - (ю.4)

гдэ - паросодсряанЕя потока на участка интансивного и

уг^диеннсго этшгаобмекя.соотратствснно. Нсаояьзоваянз yparseradl (10.1) - (10,4) позволяет при заданной тзллтвротч тактового йотсжа аяя таъЯ&зттчъ теплопэрвдачи еярчяздя?* ■■"коросте в ??гпаритег:з rpi известном прлво-

sprbitj dosh а опуадяой деля. После определения скорости Si^r'-'T^tfTt;' здачнлйтпя тяпгптяй поток п, в случая необходимости, рад y грзтсрзготся.

Cptspgfl яовффигеп? теплопередачи в испарителе:

км-tkí-fi <■ krfpj/íf^fp] (ю.5)

л),9 Хд - *ос$!зс*ва?а хзвшг&р-лдага з зоне штвнс-шного и ухуд-

fiktmoro «лтэагс7взгаю, r&r/Uf - К);

'"1» " '^О'за.'з зршооймеяяаЛ ;с ¡о ш:о-."Г1 этих son, м . ^«ciswtmsi по оташ?доняой «зтчдяхе кооффнцаанта тенлопере-ЯТГ? Д.7Л акаишй т*"*агарнтурн зздрктного пара пра-

•уг^тз i» рдоЛО.З.

Результата сопоставления расчетных и Влсльриментальннх злаченаЯ коэффициентов тешгапо-редечи прквздзны на рис.10.4. Рссхоякенна j-rax зкачшшй для ücucparaíífi 31-600 (дяя этого типа испарителей устанн.вллгахось зарлсжость перепада давлений s греющей секции) составило IС%. Распространение этой формулы на друглэ типы дшшнотрубннх испа-р-тэлай (П-585, Я-1СОО) прпво-.¡ш-? :t тзслзченаэ погрешности "Ti 33^-i

2.5

2.0 1.5

1.0

0.5

Ка, кВт/(уА К ) Г

* ^^ •г"

О» 0

—

ч .кВт/

О

1.0 2.0 Рис.10.4.

II. ПУТИ ИНТЕНСЖИКАШШ ТЕПЛООБМЕНА В ИСПАРИТЕЛЯХ И ПАР0ПРЕ0КРА30ВАТЕЛЯХ

Существенного увеличения производительности испарителей и паропреобразователей можно достичь путем обеспечения работы всей или большей части поверхности нагрева в условиях интенсивного теплообмена. Данная задача может быть решена путем организации в корпусе аппарата двухступенчатого испарения: первая ступень додана работать о гарантирующей отсутствие зоны ухудшенного теплообмена продувкой, во второй отупени осуществляется доупарнвшне продувки первой ступени в контура естественной циркуляции.

Схема построенного на отом принципе двухступенчатого вспа-ратвльного аппарата приведена на рио.6.4.

Ре пульта та вариантных расчетов по опрвдэлешш оптимального (по тепловой экономичности) соотношеюш площадзй кгграза парво! п_второй ступеней испарения приведены па рас,11.1.

7-0,7^- общее число труб грапцоА секция и число труб второй отупев».

1 - д »Ю°С|

2 - «15°С;

3 «20°С.

0,6 0,6 Ряс.ИЛ.

Из графиков видно, что максимальное значение коэффициента теплопередачи достигается для испарителей и паропреобраэователей при соотношении Нг / Z0 , равным 0,45 + 0,55.

Дальнейшее увеличение интегрального коэффициента теплопередачи в испарителях и паропреобразователях мокло получить при условии увеличения Хгр , массового паросодержания, при котором начинается режим ухудшенного теплообмена. По данным Комендантова A.C. н Кузмы-Кичты D.A., которые проводили исследования по интенсификации теплообмена в парогенерирующих каналах при малых массовых скоростях, этого эффекта можно достичь за счет применения пористых покрытий теплообменкых труб, обладающих заветным капиллярным эффектом. Однако в настоящее время отсутствуют данные по длительной эксплуатации таких труб в условиях глубокого концентрирования природных и сточных вод. Поэтому трубы с пористым покрытием можно применять только для первой прямоточной ступени испарения.

Вариантные расчеты испарителя с трубами с пористым покрытием s первой ступени испарения, приведенные для описанных ранее условий, показали, что основные закономерности, полученные для технически гладких труб, сохраняются и в этом случае. Организация двухступенчатого испарения оказывается выгодной и для поверхностей с пористыми покрытиями. Максимальный эффект от двухступенчатого испарения в этом случае достигается при существенно меньших соотношениях Z2 / Z0

2,0

1.5

1,0 0,5

0

К, кВт /Ш) 3

/ — X Г

t L/4

... у /

/

5 10 Рис.II.2

15 . 20

передачи э испарителях различных конструкций в зависимости от л ¿и . Кривая I построена для испарителя типа "И", крирап

2 - для двухступенчатого иппп-рителл с технически гладкими трубами (Ег/г^-О.Ь), кривая

3 - для двухступенчатого испарителя, периферийная (первая) ступень которого снабжена трубами с пористым покрытием {Ег/Е0 »0,1). Из рассмотре-

ния графиков следует, что вне зависимости от рябочого диапазона Д tw, средний коэффициент теплопередачи в испарителе можно иметь 2 + 2,5 кВтАм^.К),

шведа

I. Проведенный комплекс научно-исследовательских, опытно-конструкторских и наладочных работ по исследованию тер.'.лческо*<> обессоливания природных и сточных вод позволил разработать п предложить научно о0осноьаш;ые технические решенич по создание технологий термохимического обэссоливония и оборудование для ТсС с еысоккми Биологическими показателями»

2. Предложена классификация ТЗС по экологическим показат«.),.«.. и обоснованы еколошчеекке требования к вг.доподготов:»;/ для с высокими и предельными экологический показателями.

3. В результате обобщения большого фактического и;,»-выделены обдае к специ-{«чоокк-> признаки технологий

1Ш о замкнушш циклеп регашрацда, что позволило р'-ауш; г -'гь научно-технические основы создания технологии водопоггетонг = <"■ многократшш использованием единожды введенного рвгсиерацаог^.ч' го растьора. Разработанные тзгнологлп аоз'юл'гут прогтзодга ги- ■ некачественный дистиллят дпя восполнения потерь пара в ксидвис?.« та из сточннх вод пря Ыйшмальком рбеходо .шшчоскех рвагзнтов и выводить в товарном вида пршоси, постуттазма с исходно?. водой,

4. В лабораторных и стендовых условиях доказана аргагщшз-альнак ьовможность организации замкнутых цаклов водоподготовм на оонова многократного пепольцоэшиш одиножды введенного р*л е~ нерациошого раствора (раствора поварешгоП соли).

5. Результаты теоретических л экспершлентальнах последовал^ ПОЗВОЛИЛИ СОЗДаТЬ Н СОВОИТЬ В УСЛОВИЯХ ДЛИТеЛЬНОЙ ПрСМЫЖДЕЩЩЙ

вксплуатацсш опытно-проыышлеккук установку по переработке в дистиллят сточных вод по разработанной технологии для Саранской ТЭЦ-2.

6. Разработанные авторш коногрукщш и ехг&ш испарительные установок позволили существенно повысить оксисжчность п кадеа-ность восполнения потерь пара и конденсата на ТХ тарьачзским методом, расширить области его применения. В частности, блочшэ в автономные испарительные установки для ГОЦ, валтаннае в систему подогрева сетевой воды, автономные многоступенчатые испарительные установки с параллельным питанием надеянеа г экономичнее по своим показателям известных аналогов. 1У в аигоношке №0' для та, накли шгрокое применение в отрасли. Ро&х^отинкм схемы включения иоапрктельннх установок гоэводга>? ьовасить

я.",глг» ^он.^одства дастилллта яа ГЭС, работаадпх в переменной у,),?,-;'?! трэфт алеотретеска* натруяок.

7, Раз^ботсш» «гтояоя рясчзга, оптимизации я выбора'типо-ро^ч^роч одно- и кнсгостувеич^тнх испарительных установок о учете« родзюэ работа оочэтного «бсрудо-яния:

- для ТЭС с повнмнннкп потеряли пара и конденсата при необ-

язе восаолз-: я пвсЕОЛъ.тая исаоритеяьякгя! установками на основе использования г»тода Лаграига (условного иапада) получено условна су1я{ар!пяс капитальных затрат;

- разрпботгяа методика дяя у "'¡та малих изменения в тепловой схеиэ ?епло?®чга5яонп!.1х турбоувтансвов, рзботаадяс в режимах с кяшчрлнеи пропуском пяре з яоадоясотер ят а реззшо протаво-дгш;шгя. Псдпеяи гзвздвзозгз да?* расчета расхожих ко»$&щиен-тоз», теЕЖфтаэдгояннх ксэф?>яця5итсэ яамевения жоаюоста и тепло-фяпварпвпзх адэйяцвиютз япн«оста тепла;

- ра^ботана наябслез сбкгя методика конструкторского рлс-■1313 кногсмяздаетготвг кспари-гашаа установок (КИУ и ДОУ). Мето-зг?л вфяимхзт сяивказзрсЕвта часло ступеней, схему установки и стгяз зятачсяяя в тгилездо ехгиу турбянн. Католика позволяет гягрсдзггкъ ругогяя я3*?<?хтя1г*037я зисекотекпературной дистиляции ззди;

~ г-азработваа каиболоо о&ая методика посзрочного теплового рас*««,-) ^ «шашзада ««ковннх израметроа а схем азтонокннх мно-гов'.-ззятеака зсяарятеяьных установок.

6, Ллзаовш», *зто при включении блочной яопари?ельно2 ус-«мюхяз а вацдоЕгеащаалаэув часть конденсационной турбоустанов-гя з отвода зясгь'чята я коядзиеатор турбины тепловая экономичное??) щ&яътшоъг® овтвотся пршклгеескн без изь-енения. Такой зэ уизужьтпт яа&дапетея на ТЭЦ при вхлв^ешш блочяоЗ иснаритель-ноЗ увткдазяа з еватгму яодогреэд сетевой вод«. Для иротлаяетю-отошт-эякша ГЗЦ о бояьЕШ невозвратом конденсата с производства разработаны кгогоступенчатке испарительнне установки, замкнутее "т сябя"» Тепловая экономичность ТЫ! с такими .'ЛИУ практичиста на отлается от тепловой экономичности ТЗц, на которой доопол-нетте яс^рз» пара 'I яочденегта осуществляется методов лмги'мск:>-г >; о ¡'ессолзт за:гая.

<-!> р-гчр'з'ота!!;) кетодякл и проведены расчотн т технико-

с»люстпа.1"нк'. способ.-з родопеж'отонки л-л рнял ••»-

них типов теплоэлектроцентралей и составов исходной воды для ТЭС с разрешенным и запрещенным сбросом сточных вод. Полученные результаты были использованы при разработке "Норм технологического проектирования тепловых электростанций и тепловых сетей".

10. Результаты теоретических и экспериментальных исследований позволили сделать вывод о том, что испарительные установки для глубокого концентрирования природных и сточных вод (до

100 г/л) работают в условиях "частичного" разрыва контура естественной циркуляции, что сопровождается снижением уровня концентрата в опускной системе. Полученные в условиях лабораторного и промышленного эксперимента результаты позволили:

- получить эмпирическое выражение для расчета относительного перепада давления на греющей секции испарителя в зависимости от ряда факторов (давления вторичного пара, уровня воды над гренцей секцией, массовой скорости пара на выходе из труб греющей секции) и аналитическую зависимость для расчета относительного уровня концентрата в опускной щели;

- разработать методику теплогидравлического расчета контура естественной циркуляции со сниженным уровнем в опускной шали, основанную на позонном расчете коэффициента теплоотдачи в паро-генеркрующем канале.

Результаты расчета интегрального коэффициента теплопередачи Гч греющей секции иопарителя хорошо согласуются с полученными в результате промышленного эксперимента.

11. На основе теоретических и экспериментальных исследований в области гидродинамики и теплообмена испарителей в паропреобразователей разработаны направления совершенствования конструкции и снижения металлоемкости испарительной техники, ПО "Красный котельщик" принят к постановке на производство разработанный новый двухступенчатый испаритель - паропреобразователь повышенной производительности.

12. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований автора нашли применение в термических водоподгото-вительных установках и технологиях на ряде ТХ (Мироновская, Старобошевокая ГРЭС, Ново-Иркутская ТЭЦ, Омская Т5Ц-5, ТЭЦ-8 ж ТЭЦ-ЗТ Мосэнерго, ТЭЦ-7 Ленэиерго, Тобольская ТЭЦ, Гурьевская ТЭЦ, Саранская ТЭЦ-2 и др.).

На основе разработок авто5>а на Саранокой ТЭЦ-2 Мордовз 1ерго сдана в промышленную эксплуатацию опытно-промышленная устанпвкп

по переработке 100 т/ч сточных вод ТЗС с использованием продувки многоступенчатой испарительной установки в цикле регенерации. Экономический эффект от эксплуатации ОПУ в 1992 г. составил II млн.руб.

Основное содержание исследований доложено на республиканской конференции "Комплексные проблемы опреснения соленых и очистки сточных вод" (г.Одесса, 1973 г.), на всесоюзных совещаниях "Сов-раметше проблемы энергетики и электротехники" (г.Москва, 1977 г.), "Термические метода обработки воды на ТЭС" (г.Челябинск, 1977 г.), "Пути развития водоподготовкл и водной хииш в теплоэнергетике" (г.Челябинск, 1980 г.), "Вопросн повышения маневренности ТЭС и АЭС" (г.Горловка, 1982 г.), "Современные проблемы энергетики" (г.Челябинск, 1981 г.), "Проблемы сокращешм сточных вод" (г.Челябинск, 1988 г.), на всесовзной научно-технической конференции "Экологические проблемы энергетики" (г.Москва, 1988 г.), на региональном научно-техническом совещании "Проблемы водоподготовкл л переработки сточных вод ТЭС" (г.Саранск, 1992 г.), на научных семинарах "Проблемы создания бессточных и экологически чистех ТЭС" (ЭЩП1, г.Москва, 1989 г., ВНКШэнергопром, г.Днепропетровск, 1990 г., ВНШАМ, г.Москва, 1992 г., Мосэнерго, г.Москва, 1993 г.), а также представлено и'опубликовано в материалах 3-го Международного симпозиума по опреснешпо соленых вод (г.Дубровник, Югославия, 1970 г.), 6-го (г.Лас-Пальмас, Испания, 1978 г.), 1-го Всемирного конгресса по опреснению морской вода и переработке сточшх вод (г.Флоренция, Италия, IS83 г.). Содержание исследований изложено в 128 работах, из которых 62 опубликовано в печати, в ток числе:

1. Седлов A.C. Экологические показатели тепловых.электро-станшй // Теплоэнергетика, 1992, № 7, с.5-7.

2. Мартынова О.И., Седлов A.C., Федосеев B.C. Проблемы и некоторые пути экологического совершенствования водополъвования на тепловых электростанциях. Теплоэнергетика, 1990, а 7, с.2-8.

3. Седлов A.C. Переработка сточных вод тепловых электростанций // Аналитический доклад. - М., ВИНИТИ АН СССР, 1992 г., 25 с.

4. A.c. Л 929580 СССР, ÍJEKr* С02 1/42. Способ регенерации «Afo -катионятных фильтров / Мартынова О.И., Седлов A.C., Абрамов А.И. п др. - 4 с,

5. Седлов A.C., Еищенко В.В., Потапкина E.H. Схемы водоподготовкл с замкнутыми циклами для ТЭС с высокими зкслсчичосютли

показателя;.«: //Доп.рукопись. -М., ВИНИТИ, 1993.» 1287-093,0.2Й.

6. Шикенко В.В., Седло в Л.С. Водоподготок:толжс установки с утилизацией сточных вод. Промышленная энергетик, 1992,

J> 10, с.29-30.

7. Седлов A.C., Шииенко В.В., Файзлсв Г.К. и да. Исследование и отработка процесса использования продувочной всци многоступенчатой испарительной установка в цикла водоподготовеи // Теплоэнергетика, 1991, S 7, с.С2-26.

8. Волков О .П., Гяврилов И.О., Содлов A.C. и др. es:: • соб сжигания высокозольных тошшя в офкдедохпем с." с • основа эколох-ически чистой ТСС // Топлоэкергогккз, IST '.,

с. 8-И.

9. Si timan IS, Ü/)a6¿,'!>i* S. S , Sed ¿CP (~l.¿ ... tieaíment Ы ¿t- гп;а 6 x- ofa^-tí a./u\ . p~oStï.m ,.;/' œcxfcL ivnlex di ¡pcicx С. Ррссел </.;, the -ií-t¿Ji '¡utetnaiLcna't' Sym^c -.um сгЛчг^п n'a ir* Jxt V.v i к c- -Se Cl. La з - Á - „• V.-{ : . r'9Ô f.

10. Седлов A.C., PoiaiaTOBcrjiü E.i,., r"...-шлов С.Б, a др. Установка очистки CT04iib'¡: вод TI'..", с ммульш?; всполнвнаг.ы а чениом vyxom остатка солей. Теалоэнерготика, 1591, 5, «,£5-20,

11. Содтоп A.C., ISaoima J.',Г,, Ильсна ii.Il. í¿¡oro;oar:-oa нс-польговяние сточннх вод в схсуз иодоподго-г'.зкз // Хеп;.срл«лхсака, IS87, Л 9, C.57-5B,

12. A.c. А Ш1712 СССР МКоГ 0IK7/44 Иаротурбвнлая установка, Сторман л.С., йшеим В.Г.!.. *кдких B.í., Седлов А С

13. Стерман Л.С., Селлог, Л.С,, Ддугоссльский З.Ь '« ¿P- Применение испарительных установок ну ТЭЦ // Твяло'«.t-î-1983, № 7, с.22-24.

14. Стерман Л.С., Седлов a.C. Выбор прожгкда^лглгйз«« а основных характеристик испарительных устаноло:*. та-щеегг^г s сз-стему подогрева сетевой воды теплофикационных rjpJoívp;n.vo:: // Тезисы доклада Всесоюзного научно-технического совещания "Терма-ческие методы обработки воды на Т5С". Челябинск, 1977, с.6-7.

15. Абрамов A.Ii., Седлов A.C., Рыков А.П., Булгаков A.B. Применение термического способа водоподгетовки на KÍO с энергоблоками мощностью .600 Ют // Теплоэнергетика, 1967, .^2,с. 17-20.

IG. A.c. .'S 65952Э МКл3 0U.7/40 M ; ; о г о с ту п в ! ¡r; г <и, ис:и;а-

уотсдоапа. Стармян Л.С., Седло в A.C., Васина Л.Г., Ага-бябсэ B.C. а др.2 стр.ил.

11. tTlartynp^a О.Т., Cl&ta/noi? O.I., ftazina. L. (?.^ Sediat? U S., J-tyCaa Т. P. ГПаАе- up Ubiet ttesVt/ne/ii ill iAetma£ pot ¿-ex, pfa/i 6 and Waste

vrate-c R&-t/sc. 3>е$сь£йга£срп. (f€&3) 3U-325 с ЬсЛгпсе Pu&£aAezs eV-.Orn&tettta/n Pxinied in &гг Л'а1Ле1-&мл

IS. A.c. Те 964200 СССР МКл3 0IK7/40. Испарительная установка промышленной теплоэлектроцентрали. Мопкарин A.B., Стер-ман Л.С., Седлов A.C., 2 стр.ил.

19. Стерман Л.С., Седлов A.C., Мопшарин A.B. Рациональные схеш включения многоступенчатых испарительных установок для прокюиетю-о топи тельных ТЭЦ // Тезисы доклада Всесоюзного научно-технического совещания "Термические методы обработки воды на ТЗС", Челябинск, 1977, с. 17-18.

20. Стерман Л.С., Садлов A.C., Рыков А.П. Применение испа-рзтелеЗ на ТЗС, учр.ствупцих в покрытии переменной части графика электрической нагрузки энергосистемы // Труды МЭИ, вып.531, 1991, с.23-28.

21. Стерман Л.С., Седлов A.C., Лавыгин В.М., Рыков В.II. Спо-соби восполнения потерь пара и конденсата на пиковых ГРЭС с ис-гарзлаяшя // Труды МС-И, via.540, 1981, с. IÖ-24.

22. А»с. » 929877 СССР МКл3 0IK7/44 Паротурбинная установив. Стзрмэя Л.С., Седлов A.C., Рыков А.П., 2 ст.ил.

23. A.c. » SI1028 СССР ККл3 0IK7/04. Испарительная установка для производства добавочной воды на тепловых электростанциях. Стерман Л.С., Мадоян A.A., Седлов A.C. л др., 2 cip.iui.

24. A.c. П 1П93678 СССР Г.Кл3 В01Д1/26. Многоступенчатая испарительная установка. Седлов A.C., Абрамов A.II., Васин В.А.,

2 стр.ил.

25. A.c. » 908749 СССР МКл3 C02/I/0C. Многоступенчатая испарительная установка. Седлов A.C., Абрамов А.П., Печвпкин О.П.,

3 стр.ил.

¿6. A.c. » 994413 СССР МКл3 С02 1/04. Система получения добавочной воды на теплоэлектроцентрали. Абрауоп А.Н., Сад-лов A.C., Тишин С.Г. и др., 3 отр.ил.

27. A.c. I03I44I СССР i.to3 22-B-I/02. Теплообменник. Ссд,тав A.C., Абрамов А.И., Засшг З.А. 3 стр.ил.

С8. Стерман Л;0., Абрамов А.И., В.О., Седлов A.C.,

1'нков A.II. Выбор места включения и тивораз;:ера одяоетупенчато?. испарительной установки в системе подогрева питательно?, воды блочной турбоустановки. Труди МЭИ, 1972, вып.408, с.СБ-76.

2S. Абрамов А.К.,-Седяов A.C., Алиев A.A., Бекбулатов li.il. Тепловая эконолшчность теплофикационных турбоустановок в рек:-;.'« противодавленля. Теплоэнергетика, 19Ь0, 12, с.65-67.

30. Мошкарнп A.B., Седлов A.C. Попроси прдленетая многоступенчатых выпарных установок для подготовки добавочной вода не ТОЦ. Межвузовски?, сборник научных трудов "Пошгекяе эконоккчцост»; и надежности тепловых электростанций", Иваново, 1975, с:. 1С'-Г:'.. ..

31. Стерман Л.С., Седяов A.C., Рыков А.П. Оценка включения испарителей на тепловую вкономичнбеть турбоус. ' Известия высших учебных заведен»?.. Энергетика, 1980, -Л--.:

32. Абрамов А.И. j Седаов A.C., Бекбулатов К.К. Им-»с- м. -парцтзлей на тонловух экономичность теплофикационных турбс. установок // Труди вып.бЗв, 1964, е.25-ЗС.

33. Абрамов А.И., Седлов A.C., liactu! В,Исследование теп-ловюс к пщроданамлческшс процессов и разрзеотка методик расчета пороточних устройств и испарителе.'!. Деп.рукопись. - Ы., ВИНИТИ, 1992, » 3G07-392, о.16.

П'|Д|нн'а|»' >. Ш'чии Л - ■ ¿'V I 7/0/*)

ihjJ 15___ъ.р-,» лл' _ __ л,.», 1W

......,ч>и Vi">.................. к