Лекции по Водоподготовке. Лекция Значение водоподготовки на тэс для обеспечения надежности и экономичности эксплуатации
 Скачать 10.65 Mb.
|
|
Схемы H-Na-катионитных установок Параллельное H-Na-катионирование Схема параллельного Н-Ма-катионирования применяется, когда:
 Преимущества: умягченная вода с минимальной щелочностью 0,35 мг-экв/л. Недостатки: снижение рабочей объемной емкости катионитных фильтров, загрязненных сульфоуглем при обработке воды с преобладающей некарбонатной жесткостью и снижение эффективности умягчения воды с высоким содержанием натриевых солей. Последовательное H-Na-катионирование Преимущество: глубокое умягчение воды с высокой Жнк и значитальным количеством натриевых солей, а также хорошее использование емкости поглощения Н-катионитных фильтров. Недостаток: необходимость последовательного прокачивания обратной воды через два фильтра - это увеличивает расход электроэнергии и требует установки дополнительных насосов.  Схема последовательного H-Na-катионирования применяется для сильоминерализованных вод с солесодержанием более 1000 мг/л, когда:
Совместное H-Na-катионирование Катионит сначала регенерируют определенным количеством теплоты, затем, после отмывки, определенным количеством NaCl. В результате этого обменными катионами в верхних слоях будут  , а в нижних -  При фильтрование умягченной воды через H-Na-катионитный фильтр будут протекать процессы H-Na-катионирования, при которых обеспечивается устранение кислотности из раствора и поддержание в нем необходимой щелочности. Преимущества: 1) минимальный удельный расход кислоты на регенерацию; 2) минимальная потребность в кислотоупорной арматуре; 3) отсутствие сброса кислых вод в канализацию, что дает возможность выполнять дренажную систему фильтров из обычной стали ,а также нет устройств для предварительной нейтрализации сбросных вод перед спуском в канализацию. Недостаток: резкое колебание остаточной щелочности (не применяется на промышленных ТЭЦ повышенного и высокого давлений). Схема совместного H-Na-катионирования применяется, когда: 1) для парового котла щелочность не вызывает увеличения продувки; 2) суммарное содержание в питьевой воде  и  не превышает 3,5-5 мг-экв/л.Трехступенчатая схема для глубокого обессоливания и обескремнивания вод (цепочная схема) Выбор схемы водоподготовки осуществляется на основе данных о качестве воды, расчетов схемы водоподготовки. Трехступенчатая схема является основой при выборе схемы водоподготовки для каждой конкретной электростанции.  Процессы, происходящие в следующих установках: - h1 - катионитный фильтр - обмен всех катионов в питательной воде на  ;- a1 - анионитный фильтр - обмен   в питательной воде на  ;- Н2 - катионитный фильтр -обмен проскочивших катионов Na+ на ;- Д - декарбонизатор - удаление свободной углекислоты (С02); - А2- анионитный фильтр -  на  , поглощение остатков свободной углекислоты;- Н3 - катионитный фильтр - Na+ и  - аз - анионитный фильтр - улавливание продуктов растворения сульфокатионитов (органических сульфокислот) и H2SO4 при тщательной отмывке Н-катионитного фильтра после регенерации. Ультразвуковая очистка ионитов Водные отмывки не полностью удаляют загрязнения (оксиды и гидроксиды железа прочно удерживаются поверхностью зерен ионитов. что ведет к снижению объемной рабочей емкости и увеличению расхода реагентов на регенерацию). Генератор преобразует частоту электрической энергии до 220000 Гц, а магнитострикционные. преобразователи превращают электроэнергию в механическую той же частоты. Схема гидроперегрузки. За 15 мин до начала перегрузки включают ультразвуковой генератор, затем - камеру и настраивают ее преобразователи на резонансную чистоту. Перегрузка и очистка 1 м3 ионита происходит за 5 мин.  Лекция 6. Удаление из воды растворенных газов Термическая деаэрация Удаление растворенных коррозионно-агрессивных газов (  ,  и др.) из питательной воды парового котла, испарителей паропреобразователей является заключительной стадией водоподготовки. В основном присутствие газов в водных потоках связано с неизбежным поступлением в цикл определенных количеств воздуха, приносящих с собой кислород. Поэтому установку для удаления газов называют деаэратором.Термическая деаэрация воды основана на законе распределения вещества между фазами. Она обеспечивается в условиях парообразования воды или конденсации водяного пара. При этом абсолютное давление над жидкой фазой представляет собой сумму парциальных давлений газов и водяного пара: Рг =  Рг+Рн2о.Если Рн2о увеличивается до Рн2о  Рг, то  РГ0. Отсюда видно, что термическая деаэрация универсальна для любых газов и при условииРГ0 растворимость газов в воде равна нулю, т.к. растворимость G =KpPr.Численное значение давления в пространстве над водой не влияет на эффект деаэрации. Поэтому термическую деаэрацию можно осуществить при давлении как выше, так и ниже атмосферного, если температура воды равна температуре кипения при данном давлении. Процесс термической деаэрации является сочетанием параллельно протекающих и сопряженных процессов нагрева деаэрируемой воды до температуры кипения, диффузии растворенных в воде газов и десорбции их. Термическая деаэрация может осуществляться по двум схемам: барботажной и струйной. Сущность барботажной деаэрации заключается в подводе насыщенного пара в нижнюю часть объема конденсата (или питательной воды), подлежащего деаэрации, барботажа этого пара через весь водяной объем и отвода парогазовой смеси из области над водяным объемом, а продеаэрируемого конденсата - из области водяного объема ниже подвода пара. Сущность струйной деаэрации заключается в том, что подлежащий деаэрации конденсат (или питательная вода) направляется на конструктивные детали, обеспечивающие дробление потока на отдельные струи, которые пересекаются потоком насыщенного пара. Отвод парогазовой смеси и продеаэрированного конденсата производится так же, как и при барботажной деаэрации. При струйной деаэрации контакт деаэрируемой воды с насыщенным паром происходит более полно, что приводит к более глубокой деаэрации.  Аппараты, предназначенные для термической деаэрации, называются термическими деаэраторами. Они классифицируются: 1) по давлению в аппарате: - вакуумные; - повышенного давления; - атмосферные; 2) по способу нагрева: - смешивающего типа; - деаэратор перегретой воды; 3) по способу контакта: - струйные; - пленочные; - барботажные; 4) по типу насадки: - упорядоченные; - неупорядоченные. Через отверстия в тарелке вода тонкими струями стекает вниз в виде дождевой завесы. Греющий пар поднимается вверх навстречу подающему потоку деаэрируемой воды, пересекая дождевую завесу. По мере продвижения греющего пара вверх происходит, с одной стороны, подогрев воды до температуры кипения и выделение из нее газов, с другой - конденсация пара с повышением в нем парциального давления удаляемых газов, которое в верхней части деаэраторной колонки достигает максимального значения. Парогазовая смесь (выпар), состоящая из избыточной части греющего пара и выделившихся из воды газов, отводится из верхней части. Деаэраторы смешивающего типа имеют существенный недостаток: вследствие конденсации греющего пара в нижней части колонки в верхнюю ее часть проходит все меньшее количество пара. Это затрудняет прогрев конденсата в верхней части колонки и может увеличить расход выпара до 5 кг/т. Увеличение расхода выпара улучшает характеристики деаэратора по конечному эффекту дегазации. Однако чрезмерно повышать этот расход не следует, чтобы не увеличить затраты на теплообменную поверхность охладителя выпара. Деаэраторная колонка и располагаемый под ней деаэраторный бак выполняют дополнительную функцию - собирают отдельные потоки пара и конденсата: основной конденсат турбины, конденсат греющего пара деаэратора и греющих паров ПВД, пар из расширители непрерывной продувки, конденсат испарителей у сетевых подогревателей и т.д.  Существенные недостатки как струйных, так и любых других смешивающих подогревателей органически связаны с процессом в них. Так, вследствие конденсации большей части греющего пара в верхней части деаэраторной колонки скорость движения пара в нижней ее части значительно выше, чем в верхней , где расход пара составляет всего 5-10 % от исходного количества. При этом скорости движения воды снижаются в 10-20 раз, что ухудшает его перемешивание с водой. По ПТЭ концентрация кислорода после деаэратора должна составлять для ТЭС с давлением пара менее 9,8 МПа - 20 мкг/кг, а при более высоких давлениях - 10 мкг/кг. При любой нагрузке деаэратора не обеспечивается вентиляция парового объема деаэраторного бака. Для ТЭС без 100 % кондесатоочистки возможно скопление углекислоты в паровом объеме бака за счет продолжающегося в его паровом объеме разложения бикарбонатов. Значительный объем баков способствует большей длительности пребывания в нем воды (5-10 мин) по сравнению со временем прохождения воды через деаэраторную колонку (доли минуты). Тем самым в деаэраторном баке создаются более благоприятные условия для разложения бикарбонатов. Поэтому для ТЭС без 100 % конденсатоочистки при большом солесодержании охлаждающей воды конденсаторов рекомендуется дополнять деаэрацию в колонке барботажной деаэрацией в самом баке. Секционирующая перегородка выступает над верхним уровнем поды. Вода при любом режиме не может перелиться через нее и поступает к штуцеру питательного трубопровода только пройдя барботажное устройство. Пар подводится по трубе (1) в паровую коробку (4), и, пройди через дырчатый щит (2), барботирует через воду, поступающую над дырчатым щитом. Пароводяная смесь проходит через подъемную шахту. Вода переливается через перегородку, а пар вентилирует паровой объем бака, проходя через него в деаэраторную колонку в качестве греющего пара. При проходе через подъемную шахту вода вскипает и образуется дополнительное количество пара, также участвующего в процессе деаэрации.  Вскипание воды связано с тем, что в нижней части бака она находится под большим давлением, чем в паровом пространстве, и поэтому оказывается перегрета по отношению к температуре насыщенного пара, выделяющегося с уровня воды в баке. Вода поступает в барботажное устройство после длительной выдержки в баке, способствующей глубокому разложению бикарбонатов, а вентиляция парового объема хорошо удаляет образующуюся углекислоту. По линии 1 может подаваться весь пар, требующийся суммарно для деаэрации в барботажном устройстве и деаэрационной колонке. Возможно и иное решение: подача греющего пара частично к барботажному устройству по линии 1, а частично в нижнюю часть деаэраторной колонки, что правильнее. В определенных условиях деаэрация питательной воды необязательна. В связи с этим разрабатываются бездеаэраторные схемы, что удешевляет оборудование. Кроме того, при этом упрощаются строительные конструкции: т.к. вода в деаэраторном баке всегда догрета до кипения, то во избежание вскипания ее при входе в питательный насос деаэратор размещают на значительной высоте для создания подпора насоса. Деаэрация в конденсаторе На паротурбинных электростанциях конденсаторы паровых турбин, в которых поддерживается глубокий вакуум (до 97 %), являются мощными вакуумными деаэраторами. Поэтому они используются для деаэрации всей питательной воды паровых котлов. Но в паровой объем конденсатора поступает воздух через неплотности в соединениях корпуса конденсатора с выхлопным патрубком турбины. Основной вред, наносимый этим присосом, заключается в ухудшении вакуума и в снижении коэффициента теплопередачи. В связи с этим конденсационная установка обязательно включает в себя эжекторы для отсоса воздуха. Так как при этом неизбежно и удаление некоторого количества пара, то для исключения потерь конденсата этого пара в систему эжекторов перед ПНД включают теплообменники для подогрева основного конденсата за счет конденсации отсосанного пара с возвратом этого конденсата в основной цикл.  Однако эта установка (рис. 4.14) не обеспечивает необходимой полноты удаления кислорода (воздуха) из конденсата. В связи с этим перед конденсатосборником или в самом конденсатосборнике располагается дополнительное деаэрационное устройство, после которого содержание кислорода в конденсаторе по ПТЭ должно быть не более 20 мкг/кг. Деаэрация в конденсаторе (рис. 4.15): весь конденсат перегородкой (3) направляется навстречу насыщенному пару, который уносит с собой воздух в область, откуда производился общий отсос паровоздушной смеси из конденсатора.  Для улучшения контакта конденсата и пара последний проходит через дырчатый щит (5), разбиваясь на большое число струек . Конденсат может поступать к конденсатным насосам, только переливаясь через перегородку (4), т.е. после деаэрации. Из схемы следует, что количество передаваемого пара должно быть достаточно для того, чтобы были обеспечены температура насыщения деаэрируемого конденсата и интенсивный отвод воздуха, выделяющегося из конденсата. Чем больше расход пара, тем лучше деаэрация, но тем больше поверхность теплообменников. Оптимальным является расход пара 1-2 кг на тонну деаэрируемого конденсата. В случае отказа от деаэрации конденсата достаточно прекратить подачу насыщенного пара по линии 7. Из рисунка видно, что при малых расходах пара он может занимать не все сечение дырчатого щита и тогда часть конденсата будет проливаться через щели недеаэрированной. Поэтому барботажную деаэрацию в последние годы начинают заменять струйной.  Устройство (рис. 4.16) располагается в нижней части конденсатора под конденсатоотводчиком. Дырчатый щит (3) и система шахматно-расположенных стержней (4) обеспечивают стекание конденсата в виде отдельных струек. Это обеспечивает более полный контакт конденсата с насыщенным паром, подаваемым для деаэрации по линии 2. |
не превышает 5-7 мг-экв/л.
не превышает 
