|
|
5. ХВО. 5. Химводоочистка 1 Основные положения воднохимического режима
5. Химводоочистка
5.1 Основные положения водно-химического режима
Безаварийная и экономичная эксплуатация оборудования ТЭЦ в значительной степени обуславливается комплексом технологических мероприятий, определяемых термином «водно-химический режим».
Водно-химическим режимом называется совокупность мероприятий, обеспечивающих работу основного и вспомогательного оборудования электростанции без повреждений и снижения экономичности, вызываемых коррозией внутренних поверхностей нагрева, образованием отложений на теплопередающих поверхностях и в проточной части турбин, шлама в оборудовании, насосах, трубопроводах.
Водно-химический режим ТЭЦ обеспечивается:
- подготовкой химобессоленной и химочищенной воды;
- коррекционной обработкой питательной и котловой воды;
- антикоррозионной защитой оборудования и трубопроводов;
- удалением коррозионно-активных газов термическим и химическими способами;
- выведением солей с помощью продувок котлов;
- консервацией оборудования на время простоев оборудования;
- постоянным контролем качества воды, пара и конденсата;
- контролем за внутренним состоянием поверхностей нагрева;
- своевременным выполнением химических очисток оборудования.
Водно-химический режим поддерживается качеством воды, которое должно соответствовать требованиям действующих нормативных документов и обеспечивать работу оборудования без повреждений и снижения экономичности. Ухудшение качества воды приводит к образованию отложений солей и продуктов коррозии в тракте ТЭЦ, что ухудшает теплопередачу, увеличивает гидравлическое сопротивление и приводит к перерасходу топлива.[6]
|
|
|
|
|
|
ДП 1-43 01 05.08.61.06
|
|
|
|
|
|
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
|
Разраб.
|
З Залеский И.С.
|
|
|
5. Химводоочистка
|
Лит.
|
Лист
|
Листов
|
Руковод.
|
Шаповалов А.В.
|
|
|
|
Д
|
|
81
|
|
Консульт.
|
Овсянник Н.В.
|
|
|
ГГТУ им. П. О. Сухого,
ПТЭ и Э
|
Н. контр.
|
Смирнов Н.А.
|
|
|
Зав. Каф.
|
Овсянник А.В.
|
|
|
|
5.2Показатели качества воды и пара
Нормируемые показатели качества питательной воды при гидразинно-аммиачном и фосфатном режимах . Таблица 5.2.1
Наименование показателя
|
Значение показателя
|
очередь 100 кгс/см2
|
очередь 140 кгс/см2
|
1
|
2
|
3
|
жесткость, мг-экв/дм3
|
не более 1
|
не более 1
|
кремниевая кислота, мкг/дм3
|
не более 120
|
не более 120
|
натрий, мкг/дм3
|
не нормируется
|
не более 50
|
кислород, мкг/дм3
|
не более 10
|
не более 10
|
аммиак, мг/дм3
|
не более 1,0
|
не более 1,0
|
гидразин, мкг/дм3
|
100-150
|
100-150
|
рН, усл. ед.
|
9,1 ± 0,1
|
9,1 ± 0,1
|
соединения железа, мкг/дм3
|
не более 20
|
не более 20
|
соединения меди, мкг/дм3
|
не более 5
|
не более 5
|
сумма нитритов и нитратов, мкг/дм3
|
не более 20
|
не более 20
|
нефтепродукты, мг/дм3
|
не более 0,3
|
не более 0,3
|
Ограничение жесткости питательной воды вызвано необходимостью снижения образования шлама в котле и предотвращения его прикипания к поверхностям нагрева.
Нормирование содержания кремнекислоты необходимо для обеспечения чистоты насыщенного пара, которое зависит от кремнесодержания как котловой, так и питательной воды.
Нормирование кислорода и углекислоты обусловлено их коррозионной агрессивностью. Для связывания остаточного после деаэрации кислорода используют гидразин, углекислоты – аммиак. Вводимый аммиак должен обеспечивать также связывание углекислоты, образующейся в котле за счет разложения бикарбонатов.
Ограничение количества аммиака, практически полностью переходящего в котле в пар, вызвано необходимостью защиты от протекающей в присутствии кислорода аммиачной коррозии медьсодержащего оборудования и предотвращения загрязнения конденсата соединениями меди.
Содержание соединений меди нормируется из условий предотвращения образования медных отложений в экранных трубах котлов при работе их с максимальными тепловыми нагрузками. Повышение содержания меди свидетельствует об интенсификации коррозии медьсодержащего оборудования.
Повышение содержания железа в питательной воде является косвенным показателем протекания коррозии в пароводяном тракте. При значительном содержании железа на поверхности нагрева будет происходить образование железо-окисных отложений.
Нитриты и нитраты могут образовывать в котле азотистую и азотную кислоты, стимулирующие протекание коррозии. Содержание нефтепродуктов (масел) в питательной воде ограничивается в связи с резким увеличением термического сопротивления экранных труб при образовании маслянистой пленки на поверхности металла. Кроме того, присутствие даже незначительных количеств масла и других
|
|
|
|
|
|
|
ДП 1-43 01 05.08.61.06
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
82
|
|
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
|
|
нефтепродуктов в воде может вызвать повышенное вспенивание котловой воды и ее капельный унос.
Нормирование качества насыщенного и перегретого пара необходимо для предотвращения заноса солями пароперегревателей и проточной части турбин.
Таблица 5.2.2
Нормируемые показатели качества насыщенного и перегретого пара.
-
Наименование показателя
|
Значение показателя
|
очередь 100 кгс/см2 (9,8 МПа)
|
очередь 140 кгс/см2 (13,8 МПа)
|
кремниевая кислота, мкг/дм3
|
не более 25,0
|
не более 25,0
|
натрий, мкг/дм3
|
не более 25,0
|
не более 5,0
|
рН, усл. ед.
|
не менее 7,5
|
не менее 7,5
|
Ухудшение показателей пара свидетельствуют либо о плохой работе сепарационных устройств при стабильном режиме работы котла, либо об ухудшении качества питательной или котловой воды.
Для обеспечения надежной и экономичной работы котлов и обеспечения качества пара согласно нормам качество котловой воды при работе на гидразинно-аммиачном и фосфатном режиме должно быть следующим:
Таблица 5.2.3
Наименование показателя
|
Значение показателя
|
очередь 100 кгс/см2 (9,8 МПа)
|
очередь 140 кгс/см2
(13,8 МПа)
|
кремниевая кислота, мг/дм3
чистый отсек
солевой отсек
|
не более 2,2
не более 9,0
|
не более 2,2
не более 9,0
|
фосфаты, мг/дм3
чистый отсек
солевой отсек
|
не более 2,0-6,0
не более 30,0
|
не более 2,0-6,0
не более 30,0
|
рН, усл. ед
чистый отсек
солевой отсек
|
не ниже 9,3
не выше 11,2
|
не ниже 9,3
не выше 11,2
|
щелочность фф/общ, мг-экв/дм3
|
Щфф ≥ 0,5 Щобщ
|
Щфф ≥ 0,5 Щобщ
|
5.3 Краткие сведения об исходной воде и ее качестве
Для получения обессоленной и химочищенной воды в качестве исходной используется вода р. Березина. Полный анализ исходной речной воды р. Березина характеризует наличие следующих показателей: сухой остаток, прокаленный остаток, общее солесодержание (сумма катионов и анионов), значение рН, жесткость общая, щелочность: (карбонатная, бикарбонатная, гидратная), окисляемость, катионы (Ca2+, Mg2+, Na+, NH3+, Fe3+ и др.), анионы (SO42–, Cl–, HCO3–, NO3–, NO2–), силикаты (SiO32–, HSiO3–), растворенный кислород (О2), свободная углекислота (СО2), содержание взвешенных веществ, прозрачность, цветность. Состав речной воды может
|
|
|
|
|
|
|
ДП 1-43 01 05.08.61.06
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
83
|
|
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
|
|
Состав речной воды может меняться и иногда очень сильно по временам года или вследствие других причин, например, в результате периодических сбросов в реку сточных вод.
По степени дисперсности примеси природных поверхностных вод разделяются на грубодисперсные, коллоидно-дисперсные и истинно-растворенные вещества.
Грубодисперсные примеси состоят из органических веществ, песка и глины, которые смываются с поверхности земли дождями и талыми водами и являются механическими примесями. Грубодисперсные примеси представляют собой частицы с размером более 100 нм.Грубодисперсные частицы распределяются в массе воды гравиметрически, осаждаются под действием силы тяжести и задерживаются фильтрующими материалами.
Коллоидно-дисперсные примеси имеют размеры от 1 до 100 нм. Коллоидные частицы не осаждаются из воды под действием силы тяжести, не задерживаются обычными фильтрующими материалами (песок, фильтровальная бумага) и различимы только в отраженном свете (опалесценция). В природных водах в коллоидно-дисперсном состоянии находятся различные соединения кремния, алюминия, железа и органические вещества, которые являются продуктами распада растительных и животных организмов.
Истинно-растворенные примеси находятся в воде в виде отдельных ионов, молекул или комплексов, состоящих из нескольких молекул. По химическому характеру примеси разделяются на газовые, минеральные и органические.
Газовыми примесями в природной воде являются газы, растворенные в воде вследствие контакта воды с воздухом (О2, СО2, N2), и газы, образующиеся в результате биохимических процессов (H2S, SO2, NH3). Ионный состав примесей воды характеризуется присутствием в ней соответствующих катионов и анионов. В основном, в поверхностных водах содержатся соли, состоящие из следующих ионов: Ca2+, Mg2+, Na+, Кa+, NH4+, Fe2+, Fe3+, Cl–, SO42–, HCO3–, HSiO3–, NO3–, NO2–.
Ионы натрия и калия с анионами природных вод не образуют трудно растворимых солей, практически не подвергаются гидролизу, поэтому они относятся к группе устойчивых примесей. Концентрация Na+ и К+ изменяется только в результате испарения или разбавления природной воды. При анализах воды их часто выражают суммарно как ион натрия.
Ионы кальция и магния относятся к числу основных примесей природной воды и во многом определяют возможность ее использования, так как эти ионы образуют трудно растворимые соединения с некоторыми анионами воды при нагреве или испарении воды.
Са(НСО3)2 → СаСО3↓ + СО2↑ + Н2О (5.3.1)
Mg(НСО3)2 → MgСО3↓ + СО2↑ + Н2О (5.3.2)
MgСО3 + Н2О → Mg(ОH)2↓+ СО2↑ (5.3.3)
В технологических процессах подготовки воды для снижения концентрации кальция и магния часто используют образование их трудно растворимых соединений, выводимых из воды до поступления ее в пароводяной тракт.
Во всех природных водах с высоким рН ионы Fe3+ практически не могут содержаться и все соединения Fe3+ находятся в коллоидной или грубодисперсной форме. В подземных водах железо обычно находится в ионной форме в виде соединения двухвалентного железа, стехиометрически отвечающего формуле соединения Fe(HCO3)2, которое при условии удаления углекислоты легко гидролизуется,
|
|
|
|
|
|
|
ДП 1-43 01 05.08.61.06
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
84
|
|
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
|
|
а при наличии в воде растворенного кислорода окисляется с образованием красно-коричневой твердой фазы гидроксида железа Fe(OН)3:
4Fe(HCO3)2 + О2 + 2Н2О → 4Fe(OН)3↓ + 8СО2↑ (5.3.4)
В водах поверхностных источников железо может входить также в состав органических соединений. Присутствие в воде соединений железа в повышенных концентрациях создает условия для развития железобактерий, образующих бугристые колонии на стенках трубопроводов.
Концентрация железа в исходной воде может увеличиваться в процессе транспортирования ее по стальным и чугунным трубам вследствие загрязнения продуктами коррозии.
Гидрокарбонатные ионы (HCO3–) – важнейшая составная часть солевых компонентов воды. В природных водах кроме «полусвязанной» углекислоты (ионы HCO3–, их называют также бикарбонатами), а в некоторых случаях и «связанной» углекислоты (ионы CO32–) содержится также так называемая свободная углекислота, находящаяся в виде растворенного в воде газа СО2 и его гидрата – молекул Н2СО3. Между различными формами угольной кислоты существует кинетическое равновесие, связанное с величиной рН и содержанием ионов кальция в растворе.
Хлорид-ионы (Cl–) не образуют трудно растворимых солей с катионами, обычно находящимися в природных водах.
Сульфат-ионы (SO42–) в поверхностных водах, не загрязненных органическими веществами, достаточно устойчивы. Как анионы сильной кислоты, они не подвергаются гидролизу и образуют относительно трудно растворимую соль только с одним из катионов природных вод – Ca2+. Однако растворимость сульфата кальция при обычной температуре достаточно высока (около 2г/л) и в природных водах, как правило, не происходит выделения твердой фазы Ca SO4.
Различные соединения кремниевой кислоты весьма распространены в природных водах. Общая формула кремниевой кислоты SiO2 · nH2O. Кремниевая кислота при нейтральных и слабощелочных значениях рН малорастворима и способна образовывать в воде коллоидные растворы. В результате анализов обычно получают суммарную концентрацию кремнесодержащих соединений, условно выраженную в виде SiO2 – так называемое кремнесодержание воды.
Органические примеси, попадающие в открытые водоемы в результате вымывания из почв и торфяников, обычно объединяют под общим названием окисляемость. Кроме того, поверхностные воды обогащаются органическими веществами в результате отмирания водной флоры и фауны с последующими процессами их химического и биологического распада, а также поступления в них недостаточно очищенных бытовых, производственных и сельскохозяйственных стоков.
Важнейшими показателями качества воды, определяющими ее пригодность для использования на ТЭЦ, являются: содержание взвешенных веществ, рН, сухой остаток, жесткость, щелочность, окисляемость, содержание коррозионно-агрессивных газов O2 и СO2. Содержание взвешенных веществ (мг/л) характеризует загрязненность воды грбодисперсными примесями.
|
|
|
|
|
|
|
ДП 1-43 01 05.08.61.06
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
85
|
|
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
|
|
| |
|
|
Скачать 385.5 Kb.