На сегодняшний день водоподготовка в энергетике остается важным вопросом отрасли. Водя является главным источником на ТЭС, включая ТЭЦ, к которому предъявлены повышенные требования. Наша страна расположена в холодной климатической зоне, зимой случаются сильные морозы. Поэтому ТЭС являются неотъемлемой частью комфортной жизни людей. 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 ее работы схож с конденсационной электростанцией. Существует только одно важное отличие: часть тепла можно посылать на другие потребности. Количество отобранного пара регулируется на предприятии. Тепловая турбина определяет способ сбора энергии. В подогревателях собирают отделенный пар. Затем энергия передается воде, которая движется по системе. Она передает энергию в пиковые водонагревательные котельные и теплопункты.

Водоподготовка может иметь два графика нагрузки:

• тепловая;
• 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 расстоянии. Поэтому она располагается на территории города.

Проблемы ТЭЦ

Главный недостаток производства энергии на ТЭС – 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 так же 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.

Водоподготовка для ТЭЦ

Справиться с перечисленными проблемами поможет водоподготовка в энергетике. На ТЭС устанавливают множество фильтров. Основная задача – найти оптимальное сочетание разных фильтров. Вода на выходе должна быть смягченной и обессоленной.

Ионообменная установка

Самый распространенный фильтр. Она представляет собой высокий цилиндрический бак с дополнительным регенерационным баком для фильтра. Круглосуточная работа ТЭЦ нуждается ионообменной установки с несколькими ступенями и фильтрами. Каждый из них имеет свой бак для восстановления. Вся система имеет общий контроллер (блок управления). Он следит за параметрами работы каждого фильтра: количество воды, скорость очистки, время очистки. Контроллер не пропускает воду через фильтры с полными картриджи, а посылает ее на другие. Грязные картриджи вынимаются и отправляются в бак для восстановления.

Картридж первоначально наполнен смолой со слабым натрием. При прохождении жесткой воды происходят химические реакции: сильные соли заменяются слабым натрием. Со временем в картридже скапливаются соли жесткости – следует провести его регенерацию.

В восстановительном баке растворены соли высокой степени. Выходит сильно насыщенный раствор соли (более 8-10%), который удаляет из картриджа соли жесткости. Сильносоленые отходы дополнительно очищаются, а потом утилизируются по специальному разрешению.

Плюсом установки является высокая скорость очистки. К минусам относятся дорогостоящее обслуживание установки, высокая стоимость соленых таблеток и затраты на утилизацию.

Электромагнитный умягчитель воды

Так же распространен на ТЭЦ. Основными элементами системы являются:

• сильные постоянные магниты из редкоземельных металлов;
• плата;
• электрический процессор.

Перечисленные элементы создают сильное электромагнитное поле. С противоположных сторон прибор имеет намотанную проводку, по которой идут волны. Каждый провод наматывают более 7 раз на трубу. Во время эксплуатации следят, чтобы вода не контактировала с проводкой. Концы проводов изолируют.

Вода проходит по трубе и облучается электромагнитными волнами. Соли жесткости трансформируются в острые иголки, которым неудобно «прилипать» к поверхности оборудования из-за маленькой площади контакта. Дополнительно иголки качественно и тонко очищают поверхность от старого налета.

Основные преимущества:

• самообслуживание;
• не надо ухаживать;
• срок эксплуатации более 25 лет;
• отсутствие дополнительных затрат.

Электромагнитный умягчитель работает со всеми поверхностями. Основа установки – монтаж на чистый участок трубопровода.

Обратный осмос

На производстве подпиточной воды система обратного осмоса незаменима. Она единственная может очистить воду на 100%. В ней используется система различных мембран, обеспечивающие необходимые характеристики воды. Минусом становится отсутствие возможности самостоятельного использования. Установку обратного осмоса обязательно нужно дополнять умягчителями воды, что влияет на стоимость системы.

Только полная система водоподготовки и водоочистки гарантирует стопроцентный результат и компенсирует высокую стоимость оборудования.

Способ обработки воды оказывает сильное влияние на работу теплоснабжения. От него зависят экономические показатели эксплуатации и защитная функция системы. При строительстве или плановом ремонте ТЭЦ нужно уделять особое значение водообработке.

Теплоэнергетика в современных условиях выжить без водоподготовки не сможет. Отсутствие очистки воды и умягчения может привести к поломке оборудования, некачественному пару или воде, и как результат, парализации всей системы. Постоянное удаление накипи застраховать вас от таких неприятностей, как повышенный расход топлива, образование и развитие коррозии, не может. Только водоподготовка на ТЭЦ может одним махом решить весь комплекс проблем.

Чтобы лучше разобраться в проблемах использования того или иного на теплоэнергоцентралях, начнем с рассмотрения основных понятий. Что такое теплоэнергоцентраль, и как там может помешать повышенная жесткость воды нормальной работе системы?

Итак, ТЭЦ или теплоэлектроцентраль представляет собой один из видов тепловой электростанции. Ее задача состоит не только в генерации электроэнергии. Это еще и источник тепловой энергии для системы теплоснабжения. С таких станций подают горячую воду и пар для обеспечения тепла в домах и на предприятиях.

Теперь пару слов о том, как работает теплоэлектростанция. Работает она, как конденсационная электростанция. Принципиальное различие водоподготовки на ТЭЦ состоит в том, что из генерируемого тепла ТЭЦ есть возможность часть отобрать для других нужд. Способы забора тепловой энергии зависит от типа паровой турбины, которая установлена на предприятии. Также на ТЭЦ можно регулировать то количество пара, которое вам необходимо отобрать.

Все, что отделено, потом концентрируется в сетевом подогревателе или подогревателях. Они уже передают энергию воде, которая идет дальше по системе для передачи своей энергии в пиковых водогрейных котельных и тепловых пунктах. Если на ТЭЦ такой отбор пара не производят, то такая ТЭЦ имеет право квалифицироваться, как КЭС.

Любая водоподготовка на ТЭЦ работает по одному из двух графиков нагрузки. Один из них тепловой, другой, электрический. Если нагрузка тепловая, то электрическая ей полностью подчинена. У тепловой нагрузки над электрической есть паритет.

Если нагрузка электрическая, то она не зависит от тепловой, возможно тепловой нагрузки нет вообще в системе.

Есть также вариант совмещения водоподготовки на ТЭЦ электрической и тепловой нагрузок. Это помогает остаточное тепло использовать в отоплении. В результате коэффициент полезного действия в ТЭЦ значительно выше, чем у КЭС. 80 против 30 процентов. И еще - при строительстве тепловой электростанции, нужно помнить, что передать тепло на дальние расстояния не получится. Поэтому ТЭЦ должна быть расположена в пределах города, который она питает.

У есть главный недостаток – это нерастворимый осадок, который образуется в результате нагрева такой воды. Удалить его не так просто. На ТЭЦ придется останавливать всю систему, иногда ее разбирать, чтобы качественно во всех поворотах и узких отверстиях почистить накипь.

Как мы уже знаем, главный минус накипи – ее плохая теплопроводимость. Из-за этой особенности и возникают основные расходы и проблемы. Даже легкий налет накипи на поверхностях нагревательных поверхностей или нагревательных элементов вызывают резкий рост расходов топлива.

Устранять накипь постоянно не получится, это можно будет делать хотя бы раз в месяц. Расходы топлива при этом будут постоянно расти, да и работа ТЭЦ оставляет желать лучшего, все отопительно-нагревательное оборудование медленно, но верно покрывается накипью. Чтобы потом ее почистить, придется останавливать всю систему. Терпеть убытки от простоев, но чистить накипь.

О том, что пришло время для чистки вам сообщит само оборудование. Начнут внезапно срабатывать системы защиты от перегрева. Если и после этого не удалить накипь, то она полностью блокирует работу теплообменников и котлов, возможны взрывы, образование свищей. Вы всего-то за несколько минут можете лишиться дорогостоящего промышленного оборудования. И восстановить его невозможно. Только покупать новое.

Да и потом, любая очистка от накипи, это всегда испорченные поверхности. Можно использовать водоподготовку на ТЭЦ, но она за вас накипь не устранит, потом все равно придется отчищать ее с помощью механического оборудования. Имея такие покореженные поверхности, мы рискуем получить резкое развитие не только образования накипи, но еще и коррозии. Для оборудования теплоэлектроцентрали, это большой минус. Поэтому и задумались о создании установки водоподготовки на ТЭЦ .

Водоподготовка на мини ТЭЦ

Если говорить в общем, то состав такой будет зависеть, прежде всего, от химического анализа воды. Он покажет оббьем воды, который нужно очищать каждый день. Она покажет примеси, которые нужно устранить, прежде всего. Обойтись без такого анализа при составлении водоподготовки на мини ТЭЦ нельзя. Даже степень жесткости воды он покажет. Мало ли вдруг вода не настолько жесткая, как вам кажется, и проблема в кремниевых или железистых отложениях, а вовсе не в солях жесткости.

В большинстве своем для оборудования ТЭЦ большую проблему составляют примеси, которые находятся в подпиточной воде. Это те самые соли кальция и магния, а также соединения железа. А это значит, что обойтись без обезжелезивателя и электромагнитного умягчителя воды АкваЩит, как минимум будет сложно.

ТЭЦ, как известно, обеспечивает теплой водой и отоплением дома в городе. Поэтому водоподготовка на мини ТЭЦ всегда будет включать в себя не только стандартные . Здесь без вспомогательных фильтров для воды никак не обойтись. Примерно, всю схему водоподготовки можно представить в виде таких этапов, и содержащихся в них фильтрах.

Для ТЭЦ используют воду из первичных источников, очень загрязненную, поэтому первым этапом водоподготовки на мини ТЭЦ будет осветление. Здесь в большинстве случаев используют механические фильтры, а также отстойники. Последние думаю, понятны всем, там воду отстаивают, чтобы примеси твердые оседали.

Механические фильтры включают в себя несколько решеток из нержавеющей стали. Они улавливают в воде все твердые примеси. Сперва, это крупные примеси, потом средние и в конце совсем мелкие, размером с песчинку. Механические фильтры могут использовать с коагулянтами и флокулянтами, чтобы очищать воду и от вредных бактериологических примесей.

Восстанавливают механические фильтры с помощью обычной обратной промывки простой водой.

Следующий этап водоподготовки на мини ТЭЦ - устранение вредных бактерий и вирусов или дезинфекция. Для этого могут использовать, как дешевую, но вредную хлорку, так и дорогой, но безвредный при полном испарении. озон.

Другой вариант обеззараживания воды – использование ультрафиолетового фильтра. Здесь основу составляет ультрафиолетовая лампа, которая облучает всю воду, проходящую через специальную кювету. Проходя, через такой фильтр вода облучается, и в ней погибают все бактерии и вирусы.

После обеззараживания наступает этап . Здесь могут использоваться самые разные фильтры для воды. Это могут быть ионообменные установки, электромагнитный умягчитель воды Акващит или его магнитная вариация. О преимуществах и минусах каждой установки расскажем чуть позже.

Кроме стандартных фильтров можно еще использовать реагентное отстаивание. Но добавление различных примесей, может вылиться потом в образование не растворимых отложений, которые очень плохо удаляются.

После этапа умягчения настает время для обессоливания воды. Для этого в ход идут анионные фильтры, возможно применение декарбонизатора, электродиадизатора, ну и стандартно обратного осмоса или нанофильтрации.

После тонкой очистки воды, нужно в обязательном порядке из воды убрать остаточные растворенные газы. Для этого проводят деаэрацию воды. Здесь могут применять термические, вакуумные, атмосферные деаэраторы. То есть все, что нужно для подпиточной воды, мы сделали. Теперь остаются уже общие действия по подготовке непосредственно самой системы.

Потом в силу вступает этап продувки котла, для этого используют промывные фильтры для воды и последним этапом водоподготовки на мини ТЭЦ является промывка пара. Для этого применяют целый набор химических реагентов для обезсоливания.

В Европе использование качественной водоподготовки на мини ТЭЦ помогает получить коэффициент полезного действия потерь в размере всего лишь четверть процента в день. Как раз комбинирование традиционных методов умягчения воды и очистки с новейшими технологиями помогает достигнуть таких высоких результатов работы системы водоподготовки на мини ТЭЦ. И при этом сама система бесперебойно может прослужить до 30-50 лет, без кардинальных замен этапов.

А теперь вернемся к системе водоподготовки для ТЭЦ и к водоподготовительной установке для ТЭЦ. Здесь используют весь спектр фильтров, главное это правильно выбрать необходимый прибор. Чаще всего система требует применения ни одного, а сразу нескольких фильтров, соединенных последовательно, чтобы вода прошла и стадию умягчения, и стадию обезсоливания.

Самым наиболее используемым является ионообменная установка. В промышленности такой фильтр выглядит как высокий бак в виде цилиндра. Он в обязательном порядке снабжен баком поменьше, это бак регенерации фильтра. Поскольку ТЭЦ работает с водой круглые сутки, то ионообменная установка будет многоступенчатой и включать в себя будет не один, а иногда и три, и четыре фильтра. На всю эту систему приходится один блок управления или контроллер. Каждый фильтр при этом снабжен своим баком регенерации.

Контроллер тщательно следит за тем, сколько воды прошло через установку. Сколько очистил тот или иной фильтр, четко фиксирует время очистки, скорость очистки, по истечении определенного срока очистки или определенного обьема, она подает сигнал на установку. Жесткую воду перераспределяют на другие фильтры, а загрязненный картридж направляют на восстановление. Для этого из установки его вынимают и переносят в бак для регенерации.

Сам процесс системы водоподготовки для ТЭЦ проходит по следующей схеме. Сердце такого ионообменного картриджа – смола, обогащенная слабым натрием. Когда с ней контактирует жесткая вода, происходят метаморфозы. Сильные соли жесткости заменяют слабый натрий. Постепенно картридж весь забивается солями жесткости. Это и есть время для восстановления.

Когда картридж переносят в бак регенерации, там уже в растворенном виде находятся таблетки соли высокой степени очистки. Соляной раствор, который получается в результате очень насыщенный. Процент содержания соли не менее 8-10 процентов. Но только таким большим количеством солей можно устранить из картриджа сильные соли жесткости. В результате промывки образуются сильносоленые отходы, и картридж, вновь наполненный натрием. Его отправляют работать, а вот с отходами возникает проблема. Чтобы их утилизировать, их нужно повторно очистить, то есть снизить степень солености и получить разрешение на утилизацию.

Это большой минус установки, да и расходы на соли получаются немалыми, что тоже дает дорогое обслуживание установке. Зато скорость очистки воды у этого умягчителя самая высокая.

Следующий популярный вариант системы водоподготовки для ТЭЦ – электромагнитный умягчитель воды АкваЩИт. Здесь основную работу выполняет электрический процессор, плата и мощные постоянные магниты. Все это в комплексе создает мощное электромагнитное поле. В воду эти волны поступают по проводке, намотанной с двух сторон от прибора. Причем, нужно помнить, что наматывать провода нужно в разные стороны друг от друга. Каждый провод должен быть обмотан вокруг трубы, не менее семи раз. Эксплуатируя этот прибор, нужно в обязательном порядке следить, что вода не попадала на проводку.

Сами концы проводов нужно обязательно закрыть изоляционными кольцами или обычной изолентой. Так вот, вода проходит по трубе, ее облучают электромагнитные волны. Многим кажется, что влияние подобного – мифическое. Однако, соли жесткости под его влиянием начинают трансформироваться, теряют былую форму и превращаются в тонкие и острые иголки.

Получив новую форму, прилипать к поверхностям оборудования становится неудобно. Тонкое узкое тело иголки не держится на поверхностях. Но зато отлично отдирает старую накипь от стенок оборудования. И делает это тонко и качественно, не используя при этом ни каких вспомогательных средств. Такая работа является главным козырем электромагнитного умягчителя воды АкваЩит. Он сделает и свою работу, то есть умягчит воду и старую накипь уберет очень качественно. И для этого не придется покупать средства от накипи. Все обеспечат мощные постоянные магниты из редкоземельных металлов и электрический ток.

У данного прибора большое количество преимуществ перед другими установками. За ним не нужно ухаживать, он все делает сам. Он полностью уберет из вашего обихода такое понятие, как очистка от накипи. Он в состоянии работать с любыми поверхностями, главное только монтировать его на чистый отрезок трубы.

Потом электромагнитный прибор может проработать без замен в течение четверти столетия. Такое долгое использование гарантируют как раз редкоземельные металлы, которые со временем не теряют практически своих магнитных свойств. Здесь даже привыкания воды к магнитному воздействию нет. Правда, такой прибор не работает со стоячей водой. Также если вода течет одновременно более, чем в двух направлениях, магнитное поле также не работает.

И наконец, пару слов об обратном осмосе, как системе водоподготовки для ТЭЦ. Обойтись при производстве подпиточной воды без этой установки нельзя. Только она гарантирует практически стопроцентную очистку воды. Здесь есть сменные мембраны, которые позволяют получить воду с заданными характеристиками. Но при этом, прибор нельзя применять самостоятельно. Только в комплекте с другими умягчителями, что делает установку более дорогой. Но стопроцентная компенсирует все минусы дороговизны.

Мы подробно рассмотрели все системы водоподготовки для ТЭЦ. Ознакомились со всеми возможными умягчителями, которые могут использоваться в этой системе. Теперь вы сможете легко ориентироваться в мире умягчения.

Е.Н. Бушуев, Н.А. Еремина, А.В. Жадан

Состояние вопроса: На отечественном энергетическом рынке появилось большое количество нового водопод готовительного оборудования с высокими экологическими характеристиками. Широкому внедрению их в производство мешает отсутствие нормативной базы на их использование и противоречивый опыт эксплуатации головных установок на отечественных ТЭС, особенно для вод с повышенным содержанием органических веществ, что характерно для поверхностных вод центра и севера России. В связи с этим существует необходимость совер шенствования традиционных технологий и создания новых систем обессоливания.

Материалы и методы: Использованы результаты эксплуатации новых водоподготовительных установок на ряде отечественных и зарубежных ТЭС.

Результаты: Проведен анализ двух основных направлений совершенствования технологии получения обессоленной воды на ТЭС: противоточного ионирования и на основе мембранных методов. Рассмотрено схемное решение по обеспечению работы установки обратного осмоса при пониженных производительностях.

Выводы: Результаты анализа технологий водоподготовки необходимо учитывать как при проектировании, так и при реконструкции химических цехов ТЭС.

Ключевые слова: тепловые электрические станции, водоподготовка, мембранные методы, обратный осмос, электродеионизация.

НПК "Медиана-фильтр" представляет современные системы очистки воды и водоподготовки:

Общим элементов во всех рассмотренных схемах обессоливания на основе мембранных методов является установка обратного осмоса. При эксплуатации водоподготовительной установки производительность постоянно меняется. Часто возникает значительное снижение производительности, связанное с остановом части теплоэнергетического оборудования или прекращением отдачи производственного пара потребителю, что ведет к проблеме обеспечения минимального расхода обрабатываемой воды через установку обратного осмоса. При неполной загрузке основного оборудования блоков ПГУ-325 на ИвПГУ снижается потребность в обессоленной воде. Это обусловливает неполную загрузку УОО. Изначально на ИвПГУ были спроектированы и эксплуатировались две параллельно работающих установок обратного осмоса (рис. 4,а). Во время простоя одной из установки обратного осмоса она либо ставится на консервацию, либо ежедневно производится циркуляция воды по корпусам системы обратного осмоса для предотвращения возникновения отложений. Это приводит к дополнительным потерям и увеличению себестоимости обессоленной воды. Поскольку реагенты, используемые для консервации системы обратного осмоса, имеют достаточно высокую стоимость и периодически требуется подключение второй установки обратного осмоса, то при работе одного из блоков консервация является неэффективным мероприятием. Для предотвращения потерь, в целях экономии химических реагентов для регенерации фильтров смешанного действия были предусмотрены мероприятия, позволяющие снизить дополнительные потери при простое оборудования, - последовательное включение УОО1 и УОО2 в работу (рис. 4,б). Каждая установка включает 4 корпуса, также работающие по двухступенчатой схеме (рис. 4). Рис. 4. Технологические схемы включения установки обратного осмоса: а – параллельное; б – последовательное При последовательном включении установок обратного осмоса (рис. 4,б) пермеат с УОО2, работающей как I ступень, подается на УОО1 (II ступень). При этом концентрат с УОО2 сбрасывается в канализацию, а с УОО1 смешивается с исходной водой, подаваемой на I ступень. Исходная вода подается на установку обратного осмоса на корпуса АО1-АО3 (рис. 5), затем пермеат подается на ФСД, а концентрат - на АО4, где также разделяется на пермеат и концентрат. Пермеат подается на фильтр смешанного действия, а концентрат сбрасывается в канализацию. Рис. 5. Технологическая схема обработки воды на установке обратного осмоса №1,2: АО1–АО4 – корпуса установки После предварительных расчетов в феврале 2012 года были проведены промышленные испытания работы УОО1 и УОО2, включенных последовательно. Результаты расчетов и испытаний приведены в табл. 5 и на рис. 6. Таблица 5. Расчетные показатели работы системы водоподготовки при включении установки обратного осмоса в одну и две ступени Показатель Известкование + коагуляция сульфатом железа Коагуляция сульфатом алюминия при включении УОО при включении установки обратного осмоса в одну ступень в две ступени в две ступени Производительность установки, м 3 /ч Суммарный часовой расход воды, поступающей на УОО, м 3 /ч Производительность осветлителя ВТИ-100, м 3 /ч Фильтроцикл ФСД, м 3 Расход кислоты на регенерацию, т/год Расход щелочи на регенерацию, т/год 30,2 21240 0,54 0,54 28,65 63720 0,16 0,16 30,03 63720 0,16 0,16 Рис. 6. Диаграммы содержания ионов натрия (а), кремнекислоты (б) и удельная электропроводность (в) в обработанной на установке обратного осмоса воде Полученные данные доказывают повышение качества обессоленной воды после второй ступени обработки на установке обратного осмоса. Содержание ионов натрия, кремнекислоты и электропроводность снижаются более чем в 3 раза, также снижается содержание соединений железа и хлоридов. Прослеживая динамику изменения качества обессоленной воды, можно отметить, что двухступенчатое обессоливание на установке обратного осмоса не позволяет достаточно снизить значение электропроводности, однако позволяет получить требуемые параметры качества воды по содержанию соединений кремнекислоты и натрия для добавочной воды для подпитки котлов- утилизаторов. Повышение качества исходной воды для фильтра смешанного действия позволяет снизить ионную нагрузку на них более чем в 3 раза, что приводит к значительному увеличению фильтроцикла, уменьшению количества воды, используемой на собственные нужды системы водоподготовки, снижению потребности в кислоте и щелочи для регенерации. Следовательно, снижается экологический ущерб, наносимый окружающей среде. Испытания с коагулянтом - сульфатом алюминия при двухступенчатой схеме работы установок обратного осмоса показали, что существует возможность улучшить качество воды, идущей на установку обратного осмоса, и повысить ресурс работы патронных фильтрующих элементов для обратноосмотической системы. Таким образом, на отечественном энергетическом рынке появилось большое количество нового водоподготовительного оборудования с высокими экологическими характеристиками. Широкому внедрению его в производство мешает отсутствие нормативной базы на использование и противоречивый опыт эксплуатации головных установок на отечественных ТЭС, особенно для вод с повышенным содержанием органических веществ. Список литературы Ходырев Б.Н., Кривчевцов А.Л., Соколюк А.А. Исследование процессов окисления органических веществ в теплоносителе тЭс и АЭС // Теплоэнергетика. - 2010. - № 7. - С. 11-16. Опыт освоения новых технологий обработки воды на ТЭС / Б.М. Ларин, А.Н. Коротков, М.Ю. Опарин и др. // Теплоэнергетика. - 2010. - № 8. С. 8-13. Проектные решения водоподготовительных установок на основе мембранных технологий / А.А. Пантеле­ев, Б.Е. Рябчиков, А.В. Жадан и др. // Теплоэнергетика. - 2012. - №7. - С. 30-36. Пуск системы водоподготовки ПГУ-410 на Кра­нодарской ТЭЦ / А.А. Пантелеев, А.В. Жадан, С.Л. Громов и др. // Теплоэнергетика. - 2012. - №7. - С. 37-39. References Khodyrev, B.N., Krivchevtsov, A.L., Sokolyuk, A.A. Issledovanie protsessov okisleniya organicheskikh veshchestv v teplonositele TES i AES . Teploenergetika, 2010, no. 7, pp. 11-16. Larin, B.M., Korotkov, A.N., Oparin, M.Yu. Opyt osvoeniya novykh tekhnologiy obrabotki vody na TES . Teploenergetika, 2010, no. 8, pp. 8-13. Panteleev, A.A., Ryabchikov, B.E., Zhadan, A.V. Proektnye resheniya vodopodgotovitel"nykh ustanovok na osnove membrannykh tekhnologiy . Teploener­getika, 2012, no. 7, pp. 30-36. Panteleev, A.A., Zhadan, A.V., Gromov, S.L. Pusk sistemy vodopodgotovki PGU-410 na Krasnodarskoy TETs . Teploenergetika, 2012, no. 7, pp. 37-39. Analysis of Water Treatment Modern Technology at Heat Power Plants E. N. Bushuev 1 , N. A. Eremina 1 , A. V. Zhadan 2 Ivanovo State Power Engineering University, Ivanovo, Russian Federation 2 Closed Corporation "NPK Mediana-Filtr", Moscow, Russian Federation Background: Large quantity of new water treatment equipment with high ecological characteristics appears in Russian power engineering field. However, there is no regulatory system to control its wide implementation into production as well as contradictory experience of head units operation in Russian heat power plants, especially for water with high concen­tration of organic substances that is typical for surface water in central and northern parts of Russia. Thus, it is necessary to improve the traditional technologies and design new desalination systems. Materials and methods: The operation results of new water treatment units at Russian and foreign heat power plants are used. Results: The analysis of two main improvement directions of receiving desalted water technology at heat power plants is carried out. These directions are counterflow ionization and on the basis of membrane methods. The circuitry of units operation of reverse osmosis plants with low productivity is considered. Conclusions: The analysis results of water treatment technologies are necessary to be taken into account in designing and reconstruction of heat power plant chemical department.

Представить себе теплоэнергостанции без работы с водой как-то сложно. Главная движущая сила в таком производстве, как раз вода и есть. И чтобы ТЭЦ , то есть теплоэнергоцентраль работала без перебоев, о качестве поступающей в нее воды не помешает позаботиться заранее. А при нынешней обработке воды водоподготовка на ТЭЦ будет не то, что не лишней, а крайне нужной и важной.

Как обстоят дела у них?

Разница в работе котельных в России и например, европейской Дании, существенные. Но смело можно утверждать, что европейцам не приходится работать в таких тяжелых погодных условиях. Там же в Дании не работают при температурах за тридцать, причем как в адскую жару, так и в дикий холод. Любая ТЭЦ будет работать дольше и качественнее, если ее будут правильно эксплуатировать и если вода в нее, подаваемая будет отвечать запросам оборудования.

В свое время по Европе прокатилась волна обновлений, требований к подпиточной воде. На сегодня они работают, например, в Дании для воды с температурой от тридцати пяти до практически двухсот градусов. При этом в требованиях для работы ТЭЦ четко прописано, что алюминиевые части монтировать нельзя. Причина та, что при уровне кислотно-щелочного баланса равного 8,7 , в системе в обязательном порядке начнутся коррозионные процессы. Работают такие ТЭЦ на умягченной или обессоленной дэаерированной воде. Причем для каждого вида воды должны выполняться следующие входящие требования:

Из всех примесей, которые только могут оказаться в воде самую большую опасность непосредственно для теплоцентралей окажет именно жесткость воды. Наличие значительного превышения порога известковости станет прямой причиной образования известкового налета на стенках оборудования. И причем поразит эта накипь все, с чем будет сотрудничать.

Если бы от накипи не было такого большого вреда, то на нее бы никто внимания и не обращал, но на деле, она оседает везде:

• Теплообменниках;
• Трубах;
• Котлах.

Результатом такого контакта становится плохая работа котельной или ТЭЦ в комплексе. Расход топлива растет в геометрической прогрессии. И чем толще накипь, тем сложнее нагреть поверхность. Вот основная причина такой острой необходимости в умягчении воды. Если накипь превысит определенный порог, то тепло из нагревательного элемента или стенок оборудования перестанет поступать в воду. При этом впитаться куда-то, тепло не может. Оно начинает накапливаться, и не где-нибудь, а непосредственно в металле стенок или нагревательного элемента. Любой даже самый закаленный металл долго выдерживать постоянный нагрев не сможет. Покореженные трубы, как будь-то разорванные изнутри, это и есть последствия всего лишь миллиметрового слоя накипи. Потому к накипи в теплоэнергоцентралях относятся очень трепетно. Слой тонкий, а разорвать котел может легко. А это уже большие затраты. Потому воду могут либо обессоливать, либо умягчать. И разница между этими понятиями небольшая, но есть. Умягчение подразумевает устранения двух минеральных солей, а обессоливание подразумевает полное устранение солей. То есть в результате получится дистиллят.

Но как бы воду не чистили и не подготавливали, какой-то процент сырой воды все же может проникнуть в систему водоподготовки. Баки могут течь, да и пока тот же электромагнитный прибор не работает, т.к. вода находится в покое, тоже возможно попадание некоторого количество жесткой воды в систему. Чтобы нейтрализовать такую воду, в системе водоподготовки на ТЭЦ используют химикаты. Их впрыскивают в систему водоснабжения, соли образуют легко выводимый осадок, который легко устранить из оборудования. И к стенкам он не пристает.

Кстати накипь вредна еще и тем, что в следствие плохой теплопроводимости, появляется коррозия на поверхностях, металл то становится практически мягким. Он то перегревается, становится более восприимчивым к воде. Процент увеличения температуры нагрева поверхности за счет накипи может доходить до 50 процентов!

Следующий враг оборудования теплоэлектроцентрали, простимулированный накипью – это, как уже было сказано выше, коррозия. И уже приходиться решать не одну, а сразу две больших проблемы. Для того, чтобы металл начал карродировать, нужно чтобы к его поверхности был свободный доступ воздуха. Потому собственно для работы циркуляционной воды и покупают . И чем выше процент кислорода, тем выше вероятность образования коррозионных очагов.

Фильтры и новое прочтение водоподготовки на ТЭЦ

В российских реалиях предпочитают больше бороться с коррозией, чем с ее истоками. Только в котельных, где есть возможность водоподготовка на ТЭЦ и не только включает в себя дегазацию. В той же Дании далеко не каждая ТЭЦ обладает такими установками. В большинстве случаев с кислородом борются путем добавления обычных химикатов. Хотя и в России сегодня много централей работают с обычным химическими умягчением или профилактическими промывками, т.к. на полноценную хорошую систему водоподготовки денег просто нет.

Важным показателем правильной является уровень pH. И когда это вода циркуляционная, его значение должно не выходить за рамки диапазона от девяти с половиной до десяти. Вилка совсем небольшая. Но зато высокое значение этого показателя гарантирует защиту железных поверхностей. Причем зависимость уровня кислотнощелочного баланса от коррозии металлов можно применять и для латуни, меди или цинка. Но при работе с этим показателем нужно помнить о работе щелочи. Например, показатель выше десятки опять приведет к риску возникновения коррозии, цинк из латуни начнет массированно вымываться.

Основную работу правильной водоподготовки на ТЭЦ берут на себя фильтрующие установки. Лучше всего система будет работать, если из нее устранить не только растворенные соли металлов, но еще и твердые примеси. Это даст возможность не только образование накипи и коррозии предотвратить, но и замедлить износ оборудования. Да и узкие места в системе, насосы будут целее.

Потому водоподготовительные системы представляют собой комплексную обработку механическими фильтрами и умягчителями. Причем очистка может быть, как полной, так и частичной. Причем систему монтируют не на основной трубопровод, что не мешает нормальной непрерывной циркуляции воды. Лучше конечно, когда фильтрационный блок легко можно демонтировать и почистить. В случае же, если вода используется повторно, то лучше монтировать очистную систему непосредственно на главную трубу. Но и тут должны стоять датчики, которые в случае забития одного из фильтров быстро переправят поток по другому контуру, а в центр управления просигнализируют про проблему.

Сегодня, с целью экономии стали массово применять пластик в качестве основного материала для умягчающих установок. Но, к сожалению, пока возложенные надежды на него он не оправдывает. Использование нержавеющей стали кажется более перспективным. Тем более, что проблему с микробактериями пока так же не удается устранить полностью.

Беда пластика состоит в том, что в нем легко концентрируется кислород. И потому монтаж никак не защищенных трубопроводов становится совсем невыгодным, т.к. коррозия начнет прогрессировать в системе и очень быстро. Но сегодня есть специальные барьерные устройства, которые помогают убрать кислород из пластика практически со сто процентной вероятностью.

Следующая проблема, над которой пока борются – бактерии. Как и чем только их уже не пытались убрать. И главное даже мягкая очищенная вода не спасает, ведь реагента можно положить больше обычного, вот и получается, что вода начинает гнить, бактерии распространяются очень быстро. Кроме того, бактерии – это песок, грязь, случайно попавшая в систему теплоснабжения. Особенное раздолье бактерий наступает внутри систем водоснабжения, здесь они и накапливаются и могут дать воде неприятный запах. Устранить бактерии можно путем химических реакций. Дезинфекция на сегодня самый действенный и доступный способ устранить бактерии из своей теплоцентрали.

Одной из фишек новых систем водоснабжения котельных и утепления стала нержавейка. проще переносит бактериальный налет, но при этом не терпит температуру и хлоридные соединения. Когда планируют монтировать подобную установку, нужно обязательно делать анализ воды, чтобы знать, какой нужно выбирать. Да и процент хлорида столь устрашающего для нержавеющей стали, так же не помешает узнать. И такую поверхность ни в коем случае нельзя мыть хлорной кислотой. Она погубит защитную пленку нержавеющей стали.

Как видно, только тщательная подготовка поможет установить правильную систему водоподготовки. И тогда в домах жителей всегда будет тепло.

Водоподготовка – это самый важный вопрос в теплоэнергетике. Вода является основой работы таких предприятий, поэтому ее качество и содержание тщательно контролируется. ТЭЦ очень важны для жизни города и жителей, без них невозможно существовать в холодный период года. От качества воды зависит деятельность ТЭЦ. Работа теплоэнергетики на сегодняшний день невозможна без водоподготовки. Вследствие парализации системы, возникает поломка оборудования, и как результат, плохо очищенная, некачественная вода, пар. Это может возникнуть из-за некачественной очистки и смягчения воды. Даже если постоянно удалять накипь, то это не убережет вас от перерасхода топливных материалов, формирования и распространения коррозии. Единственное и самое эффективное решение всех последующих проблем – это тщательная подготовка воды к использованию. При разработке системы для очистки нужно учитывать источник поступления воды.

Существует два типа нагрузки: тепловая и электрическая. При наличии тепловой нагрузки электрическая находится в подчинении первой. При электрической нагрузке ситуация обратная, она не находится в зависимости от второй и может работать без ее присутствия. Бывают ситуации, в которых совмещают оба вида нагрузки. При водоподготовке этот процесс полностью использует все тепло. Вывод можно сделать такой, что КПД на ТЭЦ значительно превышает его на КЭС. В процентном соотношении: 80 к 30. Еще один важный момент: тепло на большие расстояния передать практически невозможно. Именно поэтому ТЭЦ должна строиться вблизи или на территории города, который будет ею пользоваться.

Недостатки водоподготовки на ТЭЦ

Отрицательным моментом у процесса водоподготовки является образование нерастворимого осадка, образующегося при нагревании воды. Удаляется он очень сложно. Во время избавления от налета происходит остановка всего процесса, разбирается система, и только после этого можно качественно очистить труднодоступные места. Чем же вредит накипь? Она мешает теплопроводимости и, соответственно, возрастают затраты. Знайте, что даже при незначительном количестве налета, увеличится расход топлива.

Непрерывно устранять накипь невозможно, но делать это необходимо каждый месяц. Если этого не делать, то слой накипи будет постоянно увеличиваться. Соответственно, чистка оборудования потребует намного больше времени, усилий и материальных затрат. Чтобы не останавливать весь процесс и не нести убытки, необходимо регулярно следить за чистотой системы.

Признаки потребности в очистке:

• будут действовать датчики, защищающие систему от перегревов;
• блокируются теплообменники и котлы;
• возникают взрывоопасные ситуации и свищи.

Все это – негативные последствия не удаленной вовремя накипи, которые приведут к поломкам и убыткам. В течении короткого времени вы можете потерять оборудование, которое стоит немалых денег. Очистка от накипи несет за собой ухудшение качества поверхности. Водоподготовка не устраняет накипь , это можете сделать только вы с использованием специального оборудования. При поврежденных и деформированных поверхностях накипь в дальнейшем образуется быстрее, также появляется коррозийный налет.

Водоподготовка на мини теплоэлектроцентралях

Подготовка питьевой воды включает в себя массу процессов. Перед началом водоподготовки следует провести тщательный анализ химического состава. Что же он из себя представляет? Химический анализ показывает количество жидкости, нуждающееся в ежедневной очистке. Указывает на те примеси, которые должны быть ликвидированы первыми. Подготовка воды на мини теплоэлектроцентралях не может быть осуществлена в полном объеме без такой процедуры. Жесткость воды – немаловажный показатель, который обязательно нужно определять. Многие проблемы состояния воды связаны с ее жесткостью и наличием отложений железа, солей, кремния.

Большой проблемой, с которой сталкивается каждая ТЭЦ, является присутствие примесей в воде. К ним можно отнести калиевые и магниевые соли, железо.

Главной задачей ТЭЦ является обеспечение жилых объектов населенного пункта нагретой водой и отоплением. Подготовка воды на таких предприятиях подразумевает использование смягчителей, дополнительных фильтрующих систем. Каждый этап очистки включает прохождение воды через фильтры, без них процесс невозможен.

Этапы водоочистки:

1. Первый этап – осветление. В первую очередь вода осветляется, так как она поступает в систему мини ТЭЦ очень грязная. На этом этапе находят применение отстойники и механические фильтры. Принцип работы отстойников в том, что твердые примеси опускаются книзу. Фильтры состоят из нержавеющих решеток и имеют разные размеры. Первыми улавливаются крупные примеси, далее идут решетки среднего размера. Последними улавливаются самые мелкие примеси. Также важным является применение коагулянтов и флокулянтов, с помощью которых уничтожаются разного рода бактерии. Благодаря промывке чистой водой такие фильтры могут быть готовы к следующему использованию.
2. Второй этап – это дезинфекция и обеззараживание воды. На данной стадии применяется ультрафиолетовая лампа, обеспечивающая полное облучение всего объема воды. Благодаря ультрафиолету гибнут все болезнетворные микроорганизмы. Второй этап также включает в себя дезинфекцию, в процессе которой используют хлорку или же безвредный озон.
3. Третий этап – смягчение воды. Для него характерно применение в домашних условиях ионообменных систем, электромагнитных смягчителей. Каждый имеет свои достоинства и недостатки. Популярным является реагентное отстаивание, недостатком которого является формирование отложений. Эти нерастворимые примеси в дальнейшем очень сложно удалить.
4. Четвертый этап – обессоливание воды. На этом этапе применяются анионные фильтры: декарбонизаторы, электродиадизаторы, обратный осмос и нанофильтрация. Процесс обессоливания возможен любым из вышеперечисленных стандартных способов.
5. Пятый этап – это деаэрация. Это обязательный этап, который следует после тонкой очистки. Системы для очистки от газовых примесей бывают вакуумного типа, а также атмосферные и термические. В результате действия деаэраторов происходит устранение растворенных газов.

Пожалуй, это все самые важные и нужные процессы, которые проводятся для подпиточной воды. Далее следуют общие процессы для подготовки системы и ее отдельных компонентов. После всего вышеперечисленного следует продувка котла, в ходе которой используются промывные фильтры. По окончанию водоподготовка мини ТЭЦ включает промывку пара. В ходе этого процесса используются химические реагенты, обессоливающие воды. Они достаточно разнообразны.

В Европе водоподготовка на мини ТЭЦ нашла очень широкое применение. Благодаря качественному проведению этого процесса увеличивается коэффициент полезного действия. Для лучшего эффекта необходимо комбинировать традиционные, проверенные методы очистки и новые, современные. Только тогда можно достичь высокого результата и качественной водоподготовки системы. При грамотном использовании и постоянном усовершенствовании система мини ТЭЦ будет служить долго и качественно, а главное без перебоев и поломок. Не меняя элементов, и без ремонтов срок эксплуатации от тридцати до пятидесяти лет.

Системы водоподготовки для ТЭЦ

Еще некоторая важная информация, которую хотелось бы донести до читателя по поводу системы водоподготовки на ТЭЦ и их водоподготовительных установках. В данном процессе используются разные виды фильтров, важно ответственно отнестись к его выбору и использовать подходящий. Зачастую применяются несколько разных фильтров, которые последовательно соединены. Это делается для того, чтобы стадии смягчения воды и удаления из нее солей, прошли хорошо и эффективно. Применение ионообменной установки чаще всего осуществляется при очистке воды с высокой жесткостью. Визуально он имеет вид высокого цилиндрического бака и часто используется в промышленности. В состав такого фильтра входит еще один, но уже меньшего размера, он называется баком регенерации. Так как работа ТЭЦ беспрерывная, установка с ионообменным механизмом является многоступенчатой и имеет в своем составе до четырех разных фильтров. Система оборудована контроллером и одним блоком управления. Любой используемый фильтр оснащен личным регенерационным баком.

Задачей контролера является отслеживать количество воды, прошедшее сквозь систему. Также он контролирует объем воды, очищенный каждым фильтром, регистрирует период очистки, объем работы и ее скорость за определенное время. Контроллер передает сигнал далее по установке. Вода с высокой жесткостью следует на другие фильтры, а использованный картридж восстанавливают для последующего использования. Последний вынимается и переносится в бак для регенерации.

Схема водоподготовки на ТЭЦ

Основой ионообменного картриджа является смола. Ее обогащают несильным натрием. Когда вода вступает в контакт со смолой, обогащенной натрием, происходят трансформации и перевоплощения. Натрий замещается сильными жесткими солями. Со временем картридж наполняется солями, так и происходит процесс восстановления. Он переносится в регенерационный бак, где расположены соли. Раствор, в состав которого входит соль, очень насыщен (≈ 10%). Именно благодаря такому высокому содержанию солей жесткость устраняется из съемного элемента. После процесса промывки картридж снова наполнен натрием и готов к использованию. Отходы с высоким содержанием солей повторно очищают и только после этого могут быть утилизированы. Это является одним из недостатков подобных установок, так как требует значительных материальных затрат. Плюс же в том, что скорость очистки воды выше, чем у других подобных установок.

Смягчению воды нужно уделять особое внимание. Если подготовку воды сделать не качественно и сэкономить, то можно потерять намного больше и получить затраты несоизмеримые с экономией на водоподготовке.

Возник вопрос подоподготовки на ТЭЦ!? Не знаете куда обращаться?