И подпиточной воды

Химические методы подготовки добавочной

Химическая очистка сырой воды позволяет почти полностью удалить из нее соли жесткости, но хорошо растворимые другие соли могут быть удалены лишь частично.

Содержание щелочей (щелочность) химически очищенной воды в зависимости от применяемой схемы очистки можно получить очень малым. Кремниевая кислота, растворенная в воде, и при испарении воды переходящая в пар, чрезвычайно опасна для работы паровых турбин, так как соли ее выделяясь из пара, отлагаются на лопатках турбин, снижая их мощность. Кремниевую кислоту можно удалить из воды химическими способами только частично. Применяемые в настоящее время методы так называемого глубокого химического обессоливания позволяют удалять соли кремниевой кислоты и получать воду очень высокого качества – не ниже качества конденсата турбин.

Суммарное содержание в воде солей кальция и магния называют общей жесткостью воды. Общая жесткость разделяется на карбонатную (временную, характеризующуюся наличием бикарбонатов – двууглекислых солей кальция и магния) и некарбонатную (наличие других солей кальция и магния).

Жесткость воды выражается в миллиграмм-эквивалентах или микрограмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л или мкг-экв/л).

Требования к качеству питательной воды тем выше, чем выше давление пара. С повышением давления загрязнение пара происходит как из-за уноса солей капельками воды, так и вследствие способности пара растворять кремниевую кислоту и соединения натрия. Эти примеси в паре отлагаются в арматуре паропроводов, в клапанах и в проточной части паровых турбин, что неизбежно приводит к неплотности арматуры, снижению мощности и экономичности турбин.

Обработка добавочной воды заключается в умягчении (уменьшении ее жесткости) или в полном ее обессоливании. Обработку добавочной воды называют химической очисткой воды.

Осветление воды. Химическую очистку воды начинают с очистки ее от крупных взвешенных частиц (грубодисперсных примесей) и мелких частиц (коллоидно-дисперсных веществ) с диаметром менее 100 мкм (1мкм – одна миллионная доля метра), которые могут явиться причиной образования накипи на поверхностях нагрева котельных агрегатов, ухудшения качества пара и загрязнения материалов фильтров химводоочистки.

Очистка воды, загрязненной только грубодисперсными примесями, достигается осветлением ее путем отстаивания и фильтрования. Обычно же поверхностные воды содержат значительное количество коллоидно-дисперсных веществ. Для полного осветления воды, содержащей коллоидно-дисперсные вещества, необходимо предварительно укрупнить их частицы, что достигается их коагулированием, при котором образуются грубодисперсные хлопья, выпадающие в осветлителях или поглощаемые в процессе фильтрования. Реагенты, применяемые для коагулирования называют коагулянтами.

Обычно применяется двухступенчатое осветление воды:

1) коагулирование и осаждение взвеси в осветлителе;

2) последующее глубокое осветление фильтрованием коагулированной воды, содержащей только дисперсную взвесь, не успевшую осесть в осветлителе.

Умягчение воды. Распространенным методом умягчения воды на тепловых электростанциях является метод катионного обмена, сущность которого заключается в следующем.

Вещества, молекулы которых в водной среде распадаются на отдельные частицы – ионы, т.е. атомы или группы атомов, несущие электрический заряд, называются электролитами. В природной воде электролиты составляют основную массу всех содержащихся в ней веществ. Каждый электролит распадается на два рода ионов: с положительным и отрицательным зарядами. Ионы, несущие положительный заряд и вследствие этого перемещающиеся при электролизе к катоду, называются катионами.

При катионном методе умягчения воды катионы кальция и магния извлекаются из воды специальным поглотителем-катионитом, через который вода фильтруется, а взамен их в воду поступают катионы натрия или водорода. В зависимости от того, какой ион катионита обменивается с ионом воды (натрий или водород), различают катионный обмен по методу Na-катионирования или Н-катионирования.

В качестве катионита применяется сульфоуголь, получаемый обработкой дробленного каменного угля серной кислотой.

Наиболее часто применяется обработка воды по схеме Na-катионирования. При Na-катионировании взамен солей кальция и магния образуются соли натрия, которые в котловой воде остаются в раствороенном виде и не дают накипи.

Полное химическое обессоливание воды. Для питания прямоточных котельных агрегатов сверхкритических параметров применяется полное химическое обессоливание, которое заключается в первоначальном катионировании с последующей обработкой воды в анионитных фильтрах.

Анионами называются ионы, несущие отрицательный заряд и перемещающиеся при электролизе к аноду. Материалы, обладающие свойствами удалять из воды анионы минеральных кислот, называются анионитами. В качестве анионитов используют различные синтетические пористые смолы.

Вода, прошедшая Н-катионитные фильтры и содержащая серную, соляную, угольную и кремниевую кислоты, фильтруется через слой анионита. В результате вода почти полностью обессоливается и в ней остаются только соединения кремния. Периодическая регенерация, т.е. восстановление деятельности анионитных фильтров, производится раствором щелочей (едкого натра или едкого калия, соды).

На электростанциях сверхкритического давления при содержании в воде кремниевой кислоты дополнительно производится обескремнивание этой воды (удаление из нее кремниевой кислоты).

Полное химическое обессоливание осуществляется по следующей схеме (рис. 8.4.1).

Рис. 8.4.1. Принципиальная схема полного химического обессоливания

Осветленная вода насосом прокачивается последовательно через механический фильтр, затем – через Н-катионитный фильтр I ступени и анионитный фильтр I ступени, в которых после фильтрации через слой анионита (мелкозернистого сульфоугля) она обессоливается.

Для дополнительного обескремнивания вода после пропуска ее через декарбонизатор (удалитель ) насосом подается в Н-катионитные и анионитные фильтры II и III ступеней, где она освобождается и от кремниевой кислоты.

Обессоливание конденсата. Турбинные конденсаты, используемые для питания прямоточных котлов, как правило, бывают загрязнены продуктами коррозии оборудования и не удовлетворяют нормам качества питательной воды по содержанию железа, меди и кремниевой кислоты, поэтому эти конденсаты подвергаются химическому обессоливанию, обезжелезиванию и обескремниванию. На современных энергоблоках сверхкритического давления фильтры смешанного действия (ФСД), которые одновременно выполняют функции Н-катионитных и анионитных фильтров, как правило, оснащают устройством для внешней регенерации ионитов для создания более благоприятных условий работы ФСД.

На промышленные ТЭС вода обычно поступает из общей системы водоснабжения предприятия, из которой предварительно удаляются механические примеси путем отстаивания, коагуляции и фильтрации воды.

Для подготовки добавочной питательной воды парогенераторов на ТЭЦ рекомендуются следующие способы ее обработки. При начальном давлении менее 9 МПа для умягчения добавочной воды и удаления накипеобразователей применяется Na – катионирование, для обработки подпиточной воды теплосети H-Na – катионирование. Для удаления агрессивных газов из питательной воды парогенераторов всех давлений и из подпиточной воды теплосети осуществляется ее термическая деаэрация. Остаточная жесткость воды при указанных способах водоподготовки снижается до 5 мкг-экв/кг, а содержание кислорода до 10 мкг/кг.

На ТЭЦ при начальном давлении пара = 9 МПа и выше и преимущественно отопительной нагрузке восполнение питательной воды парогенераторов должно производится химически обессоленной водой при суммарном содержании ионов сильных кислот (, , ) в исходной воде до 7 мг-экв/кг, а при более высоком их содержании – дистиллятом испарителей.

На ТЭС с начальным давлением более 13 МПа, при восполнении потерь конденсата дистиллятом испарителей дополнительно применяется установка для химического обессоливания добавочной воды (БОУ).

На ТЭЦ при = 13 МПа и значительной отдаче пара на производство и малом возврате его конденсата восполнение потерь конденсата производится обессоленной водой.

Производительность систем водоочистки для ТЭЦ с отдачей пара на производство принимается, исходя из восполнения внутристанционных потерь конденсата в размере 3 % установленной производительности парогенераторов. Производительность обессоливающей установки для ТЭЦ большой мощности с барабанными парогенераторами при преимущественно отопительной нагрузке должна быть 25 т/ч плюс 2 % паропроизводительности установленных парогенераторов.

Для обеспечения надежной, долговечной и безаварийной работы системы теплоснабжения необходима качественная подготовка подпиточной воды. Особенно важное значение имеет водоподготовка в открытых системах теплоснабжения, где расход подпиточной воды велик, поскольку он восполняет, кроме утечек воды из сети, также расход воды на горячее водоснабжение.

Подпиточная вода теплоситей не должна вызывать накипеобразования и шламовыделения в подогревателях, трубопроводах и местных системах, а также коррозию металла.

При наличии непосредственного водоразбора подпиточная вода должна согласно требованиям санитарного надзора соответствовать всем показателям, в том числе по цветности и запаху, питьевой воде.

Согласно Правилам технической эксплуатации электростанций и сетей (ПТЭ) подпиточная вода теплосетей должна удовлетворять следующим нормам: содержание кислорода не более 0,05 мг/л; содержание взвешенных частиц не более 5,0 мг/л; при наличии в системе теплоснабжения пиковых водогрейных котлов (ПВК) – остаточная карбонатная жесткость 400 мкг-экв/л и отсутствие свободной углекислоты; при отсутствии в системе ПВК – остаточная карбонатная жесткость 700 мкг-экв/л, свободная углекислота не нормируется.

Необходимость более глубокой обработки подпиточной воды в системах с пиковыми водогрейными котлами объясняется более высокой температурой поверхности нагрева котлов по сравнению с пароводяными подогревателями.

Для подпитки тепловых сетей должна применяться деаэрированная вода (природная или умягченная содово-известковым, катионитовым или другим методом) или же вода со стабилизированной жесткостью.

Дата добавления: 2014-11-18