Выбор водно-химического режима электрической станции

Основной задачей ВХР каждой ТЭС является обеспечение работы теплосилового оборудования без повреждений и снижения экономичности, которые могут быть вызваны следующими причинами:

- образование отложений на поверхностях нагрева котлов, в проточной части турбины, на поверхностях трубок конденсаторов и т.п.

- образованием и накоплением шлама в котловой воде, тракте питательной воды, в тепловых сетях.

коррозией внутренних поверхностей теплоэнергетического оборудования.

Для предотвращения перечисленных выше негативных явлений на ТЭС предусматривается организация целого ряда технических мероприятий, объединённых общим понятием «ВХР». Внедрению конкретного ВХР на ТЭС предшествует проведение экспериментальных и наладочных работ, цель которых - определить оптимальные условия для его осуществления.

При выборе ВХР для конкретной ТЭС принимают во внимание:

- тип парового котла;

- параметры рабочей среды;

- паропроизводительность;

- вид топлива;

- теплонапряжение генерирующей поверхности нагрева;

- наличие или отсутствие промежуточного нагрева пара и т.д.

К основным мероприятиям по поддержанию нормируемых показателей водно-химического режима энергоблоков ТЭС относятся: предпусковые промывки оборудования; фосфатирование котловой воды; проведение эксплуатационных промывок оборудования; консервация оборудования во время простев; герметизация баков питательной воды и её составляющих с целью предотвращения попадания кислорода в пароводяной цикл; обессоливание и обескремнивание добавочной воды; удаление свободной угольной кислоты из добавочной химически обработанной воды; обезжелезивание и обессоливание различных конденсатов; деаэрация турбинного конденсата и питательной воды; оснащение конденсаторов специальными дегазирующими устройствами с целью удаления кислорода из конденсата, обеспечение достаточной герметичности конденсаторов турбин со стороны охлаждающей воды и воздуха; постоянный вывод неконденсирующихся газов из паровых камер теплообменников; тщательное уплотнение конденсационных насосов, арматуры и фланцевых соединений трубопроводов, находящихся под разряжением; антикоррозийное покрытие оборудования и применение коррозионно-стойких материалов; введение в паровой цикл корректирующих химических реагентов, соответствующих данному водно-химическому режиму; автоматическая дозировка добавок, корректирующих водный режим.

Для прямоточных котлов сверхкритического давления разрешается применение гидразинно-аммиачного, нейтрально-кислородного, кислородно-аммиачного водно-химических режимов.

Нейтрально-кислородный, кислородно-аммиачный водно-химические режимы должны применяться при оборудовании конденсатно-питательного тракта энергоблоков сверхкритического давления теплообменниками из нержавеющей стали.

Нейтрально-кислородный водный режим (НКВР) применяется, когда питательная вода имеет высокую чистоту (электропроводность меньше 0,3 мкСм/см). В конденсат дозируется кислород с концентрацией 200…800 мкг/кг. Выпар из деаэратора открыт для удаления углекислоты, при этом удаляется и часть кислорода. В этом случае в питательную воду добавляется кислород в количестве 100…400 мкг/кг. Концентрация O₂ должна быть такой, чтобы кислород израсходовался до участков пароперегревателя из аустенитной стали. Для поддержания нейтрального значения рН = 7 в питательную воду дозируется аммиак в небольших количествах (30…60 мкг/кг). Возможен режим с подщелачиванием воды (аммиаком) до рН = 8. Подачу газообразного кислорода в воду трудно автоматизировать.

Режим НКВР обеспечивает содержание железа в питательной воде ниже нормативного значения (в среднем 5…7 мкг/кг, на некоторых электростанциях 1…2 мкг/кг), при этом масса отложений снижается в 3…5 раз (90…150 г/м² за 10 000 ч работы), а скорость роста температуры стенки трубы в НРЧ не превышает 3…5 °С за 1000 ч, температура металла уменьшается. Химическую очистку поверхностей нагрева выполняют в капитальный или расширенный текущий ремонт. Отказ от дозирования гидразингидрата и больших количеств аммиака удешевляет и упрощает эксплуатацию блока, увеличивает межрегенерационный период фильтров БОУ.

Вместо газообразного кислорода для дозирования в воду применяются и другие окислители. В частности, на ряде электростанций используется раствор переоксида водорода _Н2О2, подачу которого можно автоматически регулировать в зависимости от расхода питательной воды. Концентрация Н2О2 составляет 220…280 мкг/кг. При этом на поверхности металла (стали) образуется оксидная пленка из малых кристаллов округлой формы, без трещин, обладающая хорошими защитными свойствами. Рост отложений в НРЧ составляет 60…90 мкг/м² за 10 000 ч, термическое сопротивление их примерно в 8 раз меньше, чем при режиме ГАВР, поэтому температура стенки растет медленно (до 1…2°С за 1000 ч).

При переводе блоков СКД с режима ГАВР на режим НОВР необходимо оснастить подогреватель ПНД трубками из аустенитной стали; обеспечить плотность конденсаторов турбин, высокое качество обессоленной и питательной воды; провести эффективную химическую очистку поверхностей котла, деаэратора и конденсатно-питательного тракта от отложений меди и других соединений.

В последние годы в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения широко используется комплексонный водно-химический режим (КВХР), реализуемый методом частичной или полной стабилизации природной («сырой») подпиточной и сетевой воды добавками комплексонов и (или) комплексонатов.

При обработке воды комплексонами и комплексонатами удается исключить стадию умягчения воды (ингибирование накипеоборазования) или стадию удаления агрессивных газов (ингибирование коррозии). В ряде случаев исключаются эти обе стадии, в этом случае говорят о стабилизации воды (ингибирование накипеобразования и коррозии).

Комплексоны представляют собой, как правило, полимеры, содержащие анионные, катионные или неионогенные функциональные группы типа карбоновых, гидроксильных, сульфоновых, фосфоновых и т.д. В теплоэнергетике в силу ряда причин, которые будут рассмотрены ниже, наиболее широкое применение получили фосфоновые соединения. Это, прежде всего, 1-гидроксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ), нитрилтриметиленфосфоновая кислота (НТФ), их соединения с металлами - фосфонаты, а также композиции на основе натриевых или аммонийных солей аминоалкилфосфоновых кислот (ИОМС, ПАФ-13А) и др.

В настоящее время проведено фундаментальное исследование комплексонов и комплексонатов. Установлено их строение, открыты эффекты стабилизации, субстехиометрического взаимодействия и скользящей реакции; разработана математическая модель процесса ингибирования фосфоновыми соединениями кристаллизации солей; разработаны рекомендации по применению термодинамичесих критериев для оценки накипеобразующей способности воды и методика расчета расхода фосфоновых кислот и фосфонатов для предотвращения накипеобразования.

Заключение

В данной курсовой работе был рассмотрен ряд вопросов, связанных с проектированием ТЭС, мощностью 1200 МВт. Было оптимально подобрано основное, вспомогательное оборудование и обоснован их выбор.Спроектирована принципиальная тепловая схема энергоустановки; произведен необходимый подбор топливных и водных ресурсов. Согласно принятым нагрузкам электростанции, типу оборудования и особенностям располагаемого региона проектирования ТЭС , выбрана схема по очистке и умягчению воды из источника (р. Тобол). Для меньшего загрязнения окружающей среды были взяты самые совершенные и современные электрофильтры, способные поддерживать КПД на уровне 92,2% с максимальным сроком службы.

Был произведен технологический расчет и выбор оборудования водоподготовки, включающей 2-х ступенчатое натрий-катионирование, а также предварительную очистку воды для подпитки котлов и тепловых сетей. Расчет производился для котла Пп-1000-25-545ГПП.

Во второй ступени натрий-катионитного фильтра было выбрано 6 фильтров марки ФИПаП-2,6-0,6-Na. Скорость фильтрования , м/ч, менее 5 м/ч и не превышала предельного значения.

В первой ступени натрий-катионитного фильтра определили количество работающих фильтров – 6 шт., и общее количество установленных фильтров 7 шт., с учетом установки одного резервного фильтра. Марка фильтра ФИПа-1-2,6-0,6 ТКЗ. Максимальная скорость фильтрования не превышала максимально допустимое значение, следовательно, подбор фильтров был выполнен правильно.

При расчете осветлителей был произведен подбор осветлителя марки - ВТИ-1000 . Оборудование дозировки полиакриламида - насос дозатор – НД 400/16. Насос дозатор коагулянта – НД 400/16. Насос-дозатор известкового молока – НД 2500/10(7 штуки)..

В целом можно сделать вывод, что был частично разработан генеральный план станции. Спроектированная ТЭС отличается оптимальными технико-экономическими показателями работы, в частности КПД по производству электроэнергии.