Расчет ВПУ для тепловых станций

Для удовлетворения разнообразных  требований  к качеству воды, потребляемой при выработке электрической  и тепловой энергии, возникает необходимость  специальной физико-химической обработки  её. Эта вода является, по существу, исходным сырьём, которое после надлежащей обработки (очистки) используется для  следующих целей:

• в качестве исходного вещества для получения пара в котлах, парогенераторах, ядерных реакторах кипящего типа, испарителях, паропреобразователях;
• для конденсации отработавшего в паровых турбинах пара;
• для охлаждения различных аппаратов и агрегатов ТЭС и АЭС;
• в качестве теплоносителя в первом контуре АЭС с ВВЭР, в тепловых сетях и системах горячего водоснабжения.

Для питания котлов современных  тепловых электростанций пригодна вода, в которой практически отсутствуют  все примеси, находящиеся в обрабатываемой воде как в истинно - растворенном, так и в коллоидном и грубодисперсном состояниях. Для этой цели исходная вода (речная, озерная, артезианская) проходит различные стадии обработки на специальных водоподготовительных установках.

Системы водоподготовки являются важнейшей составляющей энергетических предприятий, т.к. от качества воды, напрямую зависит надежность и эффективность  работы оборудования. Накипь, коррозия, железооксидные отложения являются следствием отсутствия подготовки или некачественной подготовки воды. Использование водного теплоносителя высокого качества упрощает также решение задач получения чистого пара, минимизации скоростей коррозии конструктивных материалов котлов, турбин и оборудования конденсатно-питательного тракта.

 В качестве источников  водоснабжения ТЭЦ для паровых  и водогрейных котлов используется  как водопроводная вода городского  водопровода (если объект расположен  в черте города), так и вода  из собственного водозабора (артезианская скважина или поверхностный водозабор).

 В первом случае  для доведения показателей качества  воды до допустимых значений, например, по РД 24.031.120-91 «Нормы качества  сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов» или ГОСТ 20995-75 (2003) «Котлы паровые стационарные давлением до 3,9 МПа. Показатели качества питательной воды и пара» требуется, как правило, умягчение (одно - или двухступенчатое) и деаэрация (химическое обескислороживание или деаэрация на основе физических принципов). Также часто необходима корректировка водородного показателя и введение реагентов, предотвращающих коррозию трубопроводов.

 В случае использования  воды из артезианских скважин  или поверхностного водозабора  требуется система, включающая  также предподготовку воды. Предподготовка воды при этом, за редким исключением, не должна включать в себя дозирование в воду сильных окислителей.

В свете вышесказанного, грамотная водоподготовка – это  эффективное, экономически выгодное, необходимое  мероприятие для обеспечения  нормального функционирования оборудования ТЭЦ.

 

Источник воды – река Лена.

Исходные  данные                                           Таблица 1

Ионы	мг/кг(л)	мг-экв/л	г-экв/л
Ca2+	47,2	2,355	1,178*10-3
Mg2+	13,4	1,103	0,551*10-3
Na++K+	81,3	3,536	3,536*10-3
HCO3-	147,5	2,417	2,417*10-3
SO42-	61,9	1,289	0,644*10-3
Cl-	116,6	3,289	3,289*10-3
NO3-	-	-	-
SiO32-	-	-	-
Взвешенные вещества	-
Жо	3,46
Жк	2,42

 

1. Определим жесткость воды

 

2. Определим карбонатную жесткость

 

3. Определим некарбонатную жесткость

 

4. Определим солесодержание

 

5. Определим ошибку определения ионного состава воды

 

6. Определим ионную силу раствора

 

 

7. Определяем коэффициенты активности

 

 

8. В качестве коагулянта используем соль FeSO₄

 

9. Определим концентрацию ионов SO₄ после известкования и коагуляции

 

10. Поскольку в качестве коагулянта используется соль железа, то принимаем

 

11. Определим концентрацию ионов водорода после известкования и коагуляции

 

 

12. Определим концентрацию гидроксильных групп

 

 

 

13. Определим концентрацию ионов магния после известкования и коагуляции

 

14. Определим концентрацию ионов железа после известкования и коагуляции 
    

 

15. Определим концентрацию ионов кальция после известкования и коагуляции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверим  условие :

 

 

 

Таблица 2

Изменение показателей качества воды по ступеням обработки

Показатели качества воды	Исходная вода	ИК	М	Н1	А1	Д-Б	Н2	А2
мг-экв/л	3,458	1,792	1,792	0,02	0,02	0,02	0,2* 10-3	0,2* 10-3
мг-экв/л	3,536	3,536	3,536	0,1	0,1	0,1	0,005	0,005
мг-экв/л	2,417	2,045* 10-5	2,045* 10-5	2,045* 10-5	-	-	-	-
мг-экв/л	-	2,323* 10-8	2,323*10-8	2,323*10-8	-	-	-	-
мг-экв/л	1,289	2,039	2,039	2,039	следы	-	-	-
мг-экв/л	3,289	3,289	3,289	3,289	0,03	0,03	0,03	следы
мг-экв/л	-	-	-	-	-	-	-	-
мг/л	-	-	-	-	-	-	-	-
мг/л	-	-	23,1	23,1	23,1	4,0	4,0	следы
Взвешенные вещества, мг/л	-	10	1	-	-	-	-	-

 

 

16. Найдём предварительную дозу извести

 

 

17. Уточним дозу коагулянта

 

где  - содержание взвешенных веществ;

       

 

18. Уточним дозу извести

 

19. Определим количество шлама, образующегося при известковании и коагуляции

 

20. Продувка осветлителя

 

где  – остаточное содержание взвешенных веществ после осветлителя;

       

 

 

 

Принимаем к установке следующее оборудование:

Осветлитель: ВТИ 1000 И

Механический  фильтр: ФОГ-3-0,6-5,5

Катионитный фильтр 1 ступени: ФИПа I-2,0-0,6 ТКЗ

Анионитный фильтр 1 ступени: ФИПа I-2,6-0,6

Катионитный фильтр 2 ступени: ФИПа II -2,0-0,6 ТКЗ

Анионитный фильтр 2 ступени: ФИПа II -2,6-0,6