Краткое описание СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СХЕМЫ ПОДПИТКИ ТЕПЛОСЕТИ ТЮМЕНСКОЙ ТЭЦ-1
Расчет существующего атмосферного деаэратора
Подпитки теплосети
Для расчета существующего атмосферного деаэратора подпиточной воды теплосети принимаются следующие исходные данные:
- Расход химически очищенной воды на деаэратор, Dхов = 103 кг/с = 371 т/ч;
- Температура химически очищенной воды перед деаэратором, tхов1 = 37 ºС;
- Температура деаэрированной воды за деаэратором, tдв = 49 ºС;
- Давление пара в коллекторе сн, pп=1,2 МПа;
- Температура пара в коллекторе сн, tп=230 ºС.
Тепловой расчет существующего атмосферного деаэратора.
Тепловой баланс деаэрационной установки составляется для определения полного расхода пара, подводимого к деаэратору.
В зависимости от тепловой схемы энергоустановки в деаэратор вводится то или иное количество потоков воды и пара. Тепловые балансы должны рассматриваться для режимов работы деаэратора, указанных в технических заданиях на проектирование.
Расход пара на атмосферный деаэратор определяется из уравнения его теплового баланса, которое в данном случае имеет вид:
Dп·(hп – hк.п.) = Dхов·(hк.п. –hхов2), (2.1.1)
кг/с = 7,0 т/ч
где hк.п - энтальпия конденсата пара на линии насыщения в деаэраторе [2] (hк.п.=763 кДж/кг);
hп - энтальпия пара в коллекторе сн [2] (hп=2888,1 кДж/кг).
Описание системы подогрева сырой воды
Подогрев сырой воды осуществляется на подогревателях сырой воды № 1 или № 2 типа ПСВ-200 паром от коллектора собственных нужд 10-16 ата.
Подогреватель сырой воды предназначен для нагрева и поддержания оптимальной температуры сырой воды, подаваемой в химический цех для приготовления обессоленной и химически очищенной воды. Характеристика подогревателя сырой воды отображена в Таблице 2.2.
Подогреватель сырой воды ПСВ №1,2 представляют собой поверхностные подогреватели, имеющие 2-х ходовую трубную систему по воде, обогреваемую паром, конденсат которого собирается в нижней части подогревателей и отводится в баки низких точек. ПСВ-200 схематически изображен в Приложении Б.
Принцип работы подогревателя сырой воды типа ПСВ-200.
Сырая вода с давлением до 9,0 кгс/см2 насосами сырой воды №1,2 (далее по тексту - НСВ) подается на вход ПСВ №1, либо через задвижку СВП-15 на перемычке на вход ПСВ №2. Сырая вода насосами сырой воды № 3,4 подается на вход ПСВ №2, либо через задвижку СВП-15 на перемычке на вход ПСВ №1, где нагревается до температуры 30±1°С и направляется по 1-ому и 2-ому вводам в химический цех.
Для равномерной подачи сырой воды в химический цех, а также для исключения резких температурных колебаний по сырой воде при включении в работу резервного ПСВ или при переходе с одного ПСВ на другой между 1-ым и 2-ым вводом в котельном отделении установлена перемычка с задвижкой СВП-16. НСВ-1,2 осуществляют забор воды с напорных циркводоводов №№1,2 через фильтры технической воды Ф-16, Ф-17. НСВ-3,4 осуществляют забор воды от сбросных циркводоводов №№1,2 через фильтры Ф-5, Ф-6 или от напорных циркводоводов №1,2 через фильтры технической воды Ф-16, Ф-17 через задвижку 3ВС-6.
Греющий пар по отдельным трубопроводам от коллектора собственных нужд подается в ПСВ №1 и в ПСВ №2. Конденсат греющего пара ПСВ №№1,2 отводится в БНТ №№ 4,5. Нормальный уровень конденсата в ПСВ №№1,2 поддерживается автоматическими регуляторами уровня РУ ПСВ-1, РУ ПСВ-2, расположенными на дренажных линиях.
Регулирование температуры сырой воды после ПСВ-1,2 производится автоматическими регуляторами РТ-ПСВ-1,2, установленными на трубопроводе греющего пара перед ПСВ-1,2.
Таблица 2.2 - Характеристика подогревателя сырой воды
| Характеристика подогревателя | Значение |
| Поверхность нагрева, м2 | |
| Рабочее давление, кгс/см2 в трубной системе: в корпусе: | |
| Пробное гидравлическое давление, кгс/см2 в трубной системе; в корпусе; | |
| Максимальная температура пара, °С: | |
| Расход воды, т/ч | |
| Металл | Вст.3сп |
| Толщина стенки корпуса, мм |
Краткое описание СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СХЕМЫ ПОДПИТКИ ТЕПЛОСЕТИ ТЮМЕНСКОЙ ТЭЦ-1
В настоящее время на Тюменской ТЭЦ-1 действует следующая схема подпитки теплосети: вода из реки Тура из напорного циркуляционного водовода № 1 и № 2 или сбросного циркуляционного водовода № 1 и № 2 поступает на механические фильтры и далее на всас насосов сырой воды № 1, № 2 или № 3, № 4 (насосы № 1 и № 2 установлены на линии подачи воды от напорных циркуляционных водоводов, а насосы № 3 и № 4 на линии подачи воды от сбросных циркуляционных водоводов), после этого вода насосами подается на подогреватели сырой воды № 1 или № 2 типа ПСВ-200 (один рабочий, второй резервный), где осуществляется ее подогрев до температуры 28,5°С паром от коллектора пара собственных нужд давлением 1,2 МПа (12 кгс/см2) с температурой 200-250 °C. Далее нагретая сырая вода поступает в цех водоподготовки, где, пройдя осветление разделяется на два независимых потока: первый поток поступает на линию обессоливания для подпитки технологических циклов работы ТЭЦ (паросиловой цикл ТЭЦ-130 и цикл ПГУ), а второй на линию обессоливания для подпитки теплосети. Обессоливание сырой воды производится на Na-катионитных фильтрах с ее последующей декарбонизацией и сохранением в баке обессоленной воды для подпитки теплосети объемом 500 м3. Из бака обессоленная вода насосами декарбонизованной воды подается на деаэрацию. При этом, перед подачей обессоленной воды на деаэраторы вода нагревается в пластинчатых водо-водяных теплообменных аппаратах охладителей дренажей до температуры около 40°С (один основной, второй резервный) и далее поступает на трубчатые водо-водяные подогреватели. Далее нагретая вода поступает на атмосферные деаэраторы № 1 или № 2 (один основной, второй резервный), где происходит ее деаэрация паром, давлением 1,2 МПа, подаваемом из коллектора пара собственных нужд. Деаэрированная вода самотеком, охлаждаясь и отдавая свое тепло обессоленной воде в трубчатых водо-водяных подогревателях, поступает в баки подпитки теплосети (2 шт. объем каждого 2 000 м3) откуда насосами подпитки теплосети подается в трубопровод обратной сетевой воды, поступающей на ТЭЦ-1. Описанная схема отражена в графической части к работе.
Химический состав исходной воды и подготовленной (деаэрированной) воды представлен в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Химический состав исходной воды в 2016 году
Данные по содержанию кислорода в деаэрированной воде приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Данные по содержанию кислорода в деаэрированной воде
| Наименование потоков | Деаэратор 1,2 ата т/с № 1 | Деаэратор 1,2 ата т/с № 2 | Подпитка т/с | Прямая т/с | Обратная т/с | |||||
| Содержание кислорода, мкг/дм³ | ||||||||||
| Период | сред. | макс. | сред. | макс. | сред. | макс. | сред. | макс. | сред. | макс. |
| Январь 2016 | ||||||||||
| Февраль 2016 | ||||||||||
| Март 2016 | ||||||||||
| Апрель 2016 | ||||||||||
| Май 2016 | ||||||||||
| Июнь 2016 | ||||||||||
| Июль 2016 | ||||||||||
| Август 2016 | ||||||||||
| Сентябрь 2016 | ||||||||||
| Октябрь 2016 | ||||||||||
| Ноябрь 2016 | ||||||||||
| Декабрь 2016 | ||||||||||
| за 2016 год |
Согласно [1], качество подпиточной воды закрытой тепловой сети должно отвечать следующим требованиям:
- Содержание свободной углекислоты – 0 мг/дм3;
- Значение pH при температуре 25°С для систем теплоснабжения – 8,5÷10,5;
- Содержание железа ≤500,0 мкг/дм3;
- Содержание растворенного кислорода ≤ 50 мкг/дм3;
- Содержание взвешанных веществ ≤ 5 мг/дм3;
- Содержание нефтепродуктов ≤ 1 мг/дм3.
Согласно данным инструкции по эксплуатации действующего деаэратора, остаточная массовая доля кислорода в деаэрированной воде не превышает 20 мкг/дм3, а свободная углекислота удаляется полностью.
Из данных, приведенных в таблице 2.2, видно, что существующий деаэратор № 1 не обеспечивает соответствие паспортным характеристикам и не во все месяцы года обеспечивает деаэрацию подпиточной воды. Деаэратор № 2 в среднем в зимние и весенние месяцы соответствует паспортным характеристикам, но не обеспечивает деаэрацию подпиточной воды в отдельные месяцы. Содержание растворенного кислорода в подпиточной воде ниже значений на выходе из отдельного деаэратора в связи с тем, что в баках аккумулятрах вода разбавляется и содержание растворенного кислорода в целом снижается, но все равно видно, что отдельные месяцы среднее значение превышает требуемые 50 мкг/дм3. Данные по содержанию свободной углекислоты отсутствуют, поскольку контроль ее содержания не осуществляется на ТЭЦ-1.
Причинами повышенного содержания растворенного кислорода могут являться:
1) Значительный недогрев химически обессоленной воды перед ее подачей в деаэратор. Согласно паспортным данным недогрев должен составлять максимум 64°С;
2) Износ внутренних элементов деаэраторов (дырчатых, барботажных тарелок, переливных устройств и т.д.), что приводит к неравномерности потока воды в деаэраторе и как следствие к недогреву до состояния насыщения.
Ликвидировать низкий уровень деаэрации подпиточной воды возможно путем проведения более детального исследования с измерением температуры подпиточной воды по линии нагрева до деаэраторов, а также обследованием состояния деаэраторов в период текущего / капитального ремонта.