На сегодняшний день водоподготовка в энергетике остается важным вопросом отрасли.
Вода является главным источником на ТЭС, включая ТЭЦ (Теплоэлектроцентраль), к которому предъявлены повышенные требования. ТЭЦ, паровые и газовые котельные страдают от жесткой воды, выводящей из строя дорогостоящее оборудование. Для более четкого понимания, разберемся с принципами работы ТЭЦ.
Принцип работы ТЭЦ
ТЭЦ (теплоэлектромагистраль) считается разновидностью ТЭС. Она генерирует электрическую энергию и является источником тепловой в системе теплоснабжения. С ТЭЦ в дома людей и на предприятия промышленности поступает горячая вода и пар.
Принцип работы станций ТЭЦ очень простой. Одновременно в топку поступает окислитель и топливо. Тепло, которое в процессе образуется, превращает воду в пар, после чего подает в паровую турбину. Сильный поток пара запускает процесс вращения, это запускает генератор, в результате чего происходит преобразование механической энергии в электрическую. Пар возвращается в конденсатор и становится водой. Далее насос перекачивает, она освобождается от газов, подогревается от пара и поступает в котел. Водоподготовка на ТЭС бывает тепловая и электрическая. Возможно использование по отдельности, или объединение..
Водоподготовка может иметь два графика нагрузки: тепловая и электрическая.
Если основной является тепловая нагрузка, тогда электрическая ей подчиняется. Если установлена электрическая нагрузка, то тепловая может даже отсутствовать. Возможен вариант совмещенной нагрузки, что дает возможность использовать остаточное тепло для отопления. Такие ТЭЦ обладают КПД 80%.
При возведении ТЭЦ учитывается отсутствие передачи тепла на большие расстояния. Поэтому она располагается на территории города.
Проблемы ТЭЦ
Главный недостаток производства энергии на ТЭЦ – образование твердого осадка, выпадающего при нагреве воды. Что бы очистить систему, потребуется остановка и разборка всего оборудования. Накипь убирают на всех поворотах и в узких отверстиях. Кроме накипи, слаженной работе будут препятствовать коррозия, бактерии и прочее.
Накипь
Основной недостаток накипи – снижение теплопроводности. Даже ее незначительный слой приводит к большому расходу топлива. Постоянно удалять накипь не возможно. Допускается только ежемесячная чистка, которая несет убытки от простоя и портит поверхность оборудования. Количество потребляемого топлива будет увеличиваться, а оборудование будет быстрее выходить из строя.
Как определить, когда производить очистку? Оборудование сообщит само: сработают системы защиты от перегрева. Если не убрать накипь, в дальнейшем теплообменники и котлы не будут работать, образуются свищи или произойдет взрыв. Все дорогостоящее оборудование выйдет из строя без возможности восстановить его.
Коррозия
Главная причина коррозии – кислород. Циркуляционная вода должна иметь его на минимальном уровне – 0,02 мг/л. Если кислорода достаточно, то вероятность образовании на поверхности коррозии будет увеличиваться с ростом количества солей, особенно сульфатов и хлоридов.
Большие ТЭЦ имеют деаэраторные установки. На небольших установках используют корректировочные химические продукты. Значение pH воды должен лежать в диапазоне 9,5-10,0. С ростом pH происходит снижение растворимости магнетита. Особенно важно, если в системе присутствуют латунные или медные детали.
Пластик – источник локального выброса кислорода. Современные системы стараются избегать гибких пластиковых труб или создают специальные барьеры для кислорода.
Бактерии
Бактерии влияют на качество используемой воды и образуют некоторые виды коррозии (бактерии на металле и бактерии, снижающие сульфаты). Признаки роста бактерий: специфический запах циркуляционной воды, отклонение содержания химических веществ при дозировании, коррозия медных и латунных компонентов, а также батарей.
Бактерии поступают с грязью из почвы или при ремонте. Системы и нижняя часть батареи обладают благоприятными условиями для их роста. Дезинфекция проводится при полном отключении системы.
Пути решения проблем водоочистки на ТЭЦ
Для решения этих проблем прибегают к водоподготовке котельных и ТЭЦ. Устанавливают большое количество фильтров для очистки воды на ТЭЦ. Главная цель - установить необходимое количество фильтров, чтобы вода на выходе была смягченной и без солей. Рассмотрим основные методы водоподготовки на ТЭЦ:
Как правило, устанавливают в начале всей системы водоподготовки на ТЭЦ, т.е. предварительная очистка воды на ТЭЦ. Эти фильтры отлично очищают от песка, ржавчины и другого. Бюджетные варианты фильтров, которые простые в применении. Механический фильтр для очистки воды на ТЭЦ имеет корпус, засыпку и панель управления.
Обезжелезивание воды
Фильтры, которые очищают воду от растворенного и окисленного железа. Установки для водоподготовки для ТЭЦ чаще всего применяют для водогрейных котлов. Вода попадает через клапан в автоматическую установку, проходит через слои загрузки и фильтруется.
Сорбционные фильтры
Сорбционные фильтра для очистки воды ТЭЦ избавляют воду от цвета и вкуса, также убирают разные запахи и взвешенные вещества. Вода поступает в них через клапан, проходит через слой инертной загрузки и очищается.
Умягчение воды при помощи специальных фильтров. Вода поступает в систему, проходит через ионообменную смолу. В процессе происходит превращение солей жесткости на ионы натрия. После чего очищенная вода выводится из фильтра.
Аэрационные фильтра
Аэрационные фильтры окисляют железо, которое растворилось в воде. Вода, поступая в фильтр, насыщается воздухом. После чего происходит окисление, она поступает в фильтр обезжелезивания, очищается от хлопьевидного осадка. Кстати, эти фильтры также очищают от токсических веществ с неприятным запахом.
Установка обратного осмоса
Установка обратного осмоса на ТЭЦ. Данный метод очистки воды для ТЭЦ является наиболее эффективным при повышенном солесодержании. После очистки вода наиболее чистая. Путем продавливания воды через мембрану происходит очищение от солей, загрязнений и органических веществ.
Обеззараживание воды
Обеззараживание воды проводят с целью избавления от бактерий и вирусов. Выполняют при помощи хлорирования или ультразвуком. Хлорирование подразумевает добавление реагентов (хлор или озон). На выходе получается вода с хлором, что не очень приятно. Наиболее безопасно все же проводить очистку ультразвуком или ультрафиолетом.
Исходя из вышеперечисленного, можно утвердительно сказать, что этап подготовки воды на ТЭЦ является одним из основных. Именно поэтому такое стоит доверять только профессионалам и специалистам, имеющим опыт работ в данной сфере.
