Вода как сырье на КЭС

Содержание

Вопросы…………………………………………………………………………...3

2. Опишите воду как технологическое сырье на КЭС…………………..……………………3

7. Охарактеризуйте показатели качества воды…………………………..……………………6

29. Приведите конструкцию и опишите эксплуатацию мех.фильтров…………………..…..9

37. Опишите H-катионирование воды, его назначение,

приведите реакции, протекающие при работе и регенерации………………….....…………13

46. В чем заключается важность применения

трёхступенчатой схемы для обессоливания и обескремнивания

воды? Дайте схему и подробное описание процессов,

проходящих в каждой установке схемы ……………………………………………...……….16

48. Перечислите мембраны для обратного осмоса и приведите

их характеристики…………………..…….…………………………………………..…………19

Список используемой литературы………………………....…………………….25

Вода как сырье на КЭС

Вода, получаемая из источников водоснабжения, ис­пользуется на тепловых электростанциях: а) в качестве технологического сырья для получения пара в парогене­раторах, испарителях и паропреобразователях;

б) для конденсации отработавшего пара в конденсаторах паро­вых турбин и других производственных теплообменных аппаратах;

в) для охлаждения продувочной воды и под­шипников дымососов;

г) для охлаждения воздуха, газов и масла в охладительных установках;

д) в качестве ра­бочего теплоносителя в теплофикационных отопительных сетях и сетях горячего водоснабжения.

На рис. 0-1 изображены типичные принципиаль­ные схемы обращения воды в рабочем цикле ТЭС с конденсационной турбиной (КЭС) и промышленной теплоэлектроцентрали с теплофикационной турбиной (ТЭЦ).

Исходная природная вода, получаемая из источников водоснабжения и направляемая в качестве технологического сырья па водоподготовительную уста­новку либо используемая для каких-либо других целей в процессе получения электрической энергии.

Добавочная вода, используемая для воспол­нения потерь пара и конденсата в пароводяном цикле электростанции; в качестве добавочной воды к питатель­ной воде парогенераторов могут быть использованы хи-

мически обработанная вода или дистиллят (конденсат вторичного пара испарителей).

Конденсат турбин, содержащий незначитель­ное количество растворенных веществ, является наиболее ценной составляющей питательной воды; поэтому следу­ет всемерно стремиться к минимальным потерям его иа ТЭС.

Обратный конденсат внешних потребителей пара используется, как составная часть питательной во­ды после его предварительной очистки от посторонних примесей.

Питательная вода, подаваемая насосами в па­рогенераторы для восполнения убыли испарившейся кот­ловой воды и представляющая собой обычно смесь кон­денсата турбин, регенеративных н теплофикационных по­догревателей, обратного конденсата внешних потребите­лей и добавочной воды.

Котловая вода, испаряемая в парогенераторах; воду, испаряемую в испарителях и паропреобразователях, называют концентратом.

Продувочная вода или концентрат, вы­пускаемые из парогенераторов, испарителей и паропреобразователей с целью поддержания в них иа заданном уровне концентрации примесей, непрерывно поступаю­щих в цикл ТЭС.

Охлаждающая или циркуляционная вода, используемая в конденсаторах паровых турбин для конденсации отработавшего пара.

Подпиточная вода, подаваемая в теплофика­ционную сеть для восполнения потерь циркулирующей в ней сетевой воды.

В рабочем цикле ТЭС имеют место внутристанционные потери пара и конденсата, основны­ми источниками которых являются:

а) парогенера­торы, где теряется пар, расходуемый на привод вспомо­гательных механизмов, иа обдувку наружных поверхно­стей нагрева от золы и шлака, на грануляцию шлаков в топке, на распыливание в форсунках жидкого топлива, при периодическом открытии предохранительных клапа­нов, при продувке пароперегревателей во время растопки парогенераторов и с непрерывной и периодической про­дувкой парогенераторов с многократной циркуляцией;

б) турбоагрегаты, где имеют место непрерывные по­тери пара через лабиринтовые уплотнения и в воздуш­ных насосах, отсасывающих из конденсаторов вместе с воздухом и некоторое количество пара;

в) конден­сатные и питательные баки, где происходит по­теря воды через перелив и испарение горячего конденса­та;

г) питательные насосы, где происходят утеч­ки воды через неплотности сальниковых уплотнении;

д) трубопроводы, где происходят утечки воды через неплотности фланцевых соединении, запорной и регули­рующей арматуры;

е) термические деаэраторы, где происходит потеря пара с выпаром;

ж) турбона­сосы — с выхлопом пара;

з) пробоотборочиые точки — с конденсатом и водой.

Внутристанционные потери пара и конденсата могут быть значительно уменьшены путем установки дренаж­ных и сливных баков для сбора конденсата, путем пра­вильного выбора габаритов конденсатных баков, путем применения сварки трубопроводов и обеспечения высокой плотности фланцевых соединений, ликвидации пареня предохранительных клапанов, отказа от использования паровых форсунок, паровых приводов и паровых обду­вочных аппаратов, а также путем применения теплооб­менных аппаратов с приспособлениями для конденсиро­вания и улавливания отработавшего пара. При соблюде­нии этих условий внутристанцнонные потери пара и воды составляют незначительную величину, не превышающую 0,5—1,0% общей производительности парогенератора. Следовательно, на КЭС основной составляющей пита­тельной воды является конденсат турбин, что видно из водного баланса КЭС:

D_п.в= D_к.т+ D_д.пD (0-1)

где D_п.в— часовой расход питательной воды, т/ч; D_к.т— часовой расход конденсата турбин, т/ч; D_д.в — часовой расход добавочной воды, т/ч, причем величина D_к.т почти а 100 раз больше, чем D_д.в

Аналогичное положение имеет место и на чисто отопительных ТЭЦ.

Солесодержание питательной воды а_п.в на КЭС, опре­деляемое из солевого баланса, равно:

+ (0-2)

где а_к.т и а_д.в — солесодержание соответственно конден­сата турбин и добавочной воды, г/т, т. е. определяется в основной солесодержаннем конденсата турбин.

Показатели качества воды

Важнейшими показателями качества воды, опреде­ляющими пригодность ее для использования на тепловых электростанциях, являются содержание взвешенных ве­ществ, сухой остаток, общая жесткость и ее составляю­щие, общая щелочность и ее составляющие, окисляемость, концентрация водородных ионов и содержание коррозионноагрессивных газов О₂ и CO₂. Для получения более полной качественной характеристики воды допол­нительно определяют содержание в ней катионов каль­ция, магния и натрия, анионов хлора, карбонатных, суль­фатных и силикатных, а также соединений железа и алюминия, выраженных в виде суммы их «полуторных» окислов

Содержание взвешенных веществ выра­жается в мг/кг.

Сухим остатком воды называется суммарное ко­личество растворенных в ней нелетучих молекулярно­дисперсных и коллоидных веществ минерального и орга­нического происхождения, выраженное в миллиграммах на килограмм. Сухой остаток определяется путем выпа­ривания предварительно профильтрованной пробы воды и последующего высушивания остатка при температуре 110°С до постоянного веса. В сухой остаток не входят взвешенные вещества, растворенные в воде газы и лету­чие вещества (например, НСО3- NH3 и др.). Если сухой остаток прокаливать при температуре 800 °С, вес его уменьшится в получится прокаленный остаток. Уменьшение веса получится вследствие сгорания органи­ческих веществ, разложения карбонатов и удаления остатков влаги.

Минеральным остатком называется сумма концентраций всех содержащихся в воде катионов, анио­нов и полуторных окислов

Аl₂O₃ + Fе₂О₃ с учетом превра­щения при выпаривании воды

НСО3- и ОН- в - и H2SiO3 в SiO2

MO = CCa2++CMg2++CNa++ -+C +CCl-+CNO3-+CNO2-+CSiO3+

+CAl2O3+CFe2O3. мг/кг (1 -9)

Жесткость воды является одним из наиболее важных показателей качества воды, используемой на тепловых электростанциях. Общая жесткость воды Жо равна сумме концентраций в ней катионов кальция (кальциевая жесткость ЖCa) и магния (маг­ниевая жесткость ЖMg) и выражается в милли­грамм-эквивалентах на килограмм (мг-экв/кг) или грамм-эквивалентах на тонну

(г-экв/т) при измерении больших жесткостей и в микрограмм-эквивалентах на килограмм (мкг-экв/кг) при измерении малых жестко­стей.

Для пересчета выраженных в мг/кг концентраций кальция и магния в мг-экв/кг их делят иа эквивалентные веса этих катионов,

т. е.

Где C и C — концентрация в воде катионов каль­ция и магния, мг/кг; 20,04 и 12,16—эквивалентные веса кальция и магния. Общая жесткость воды подразделяется на карбонат­ную и некарбонатную. Карбонатная жесткость воды Жк в основном обуславливается присутствием в во­де бикарбонатов кальция и магния Са(НСO3)2 и Мg(НСО3)2 так как СаСО3 и MgCO3 малорастворимы в воде. В том случае, когда концентрация ионов НСО3- выраженная в мг-экв/кг, меньше обшей жесткости воды, величина карбонатной жесткости определяется концентрацией НСО3-

где Жк —карбонатная жесткость, мг-экв/кг; С - концентрация бикарбонатных ионов, мг/кг 61,02 —экви­валентный вес

Некарбонатная жесткость воды Жнк обу­словливается наличием в воде хлоридов, сульфатов и других некарбонатных солей кальция и магния: СаС12, MgCl2, CaSO4 MgSO4 CaSiO3. MgSiO2 и др.

Таким образом, общая жесткость воды равна сумме кальциевой и магниевой жесткостей, с одной стороны, и сумме карбонатной и некарбонатной жесткостей с дру­гой.

По величине общей жесткости природных вод уста­новлена следующая классификация:

Ж0<1,5 мг-экв/кг— жесткость малая;

Ж0 =1,5/3,0 мг-экв/кг — средняя;

Ж0=3,0/6,0 мг-экв/кг — повышенная

Ж0= 6,0/ 12,0 мг-экв/кг — высокая;

Ж0 >12 мг-экв/кг — очень вы­сокая.

Общей щелочностью воды Щ0 называется выраженная в мг-экв/кг суммарная концентрация содер­жащихся в воде анионов ОН-, НСО3-, С , Р , HSiO3- Si и некоторых солей слабых органических кислот (гуматов).

Так как все перечисленные вещества реагируют с ки­слотой, то общая щелочность воды определяется коли­чеством кислоты, затраченной на титрование с индика­тором метилоранжем. В природных водах щелочность обусловливается обычно присутствием бикарбонатов, ги­дратов и гуматов. В зависимости от анионов, обуслов­ливающих щелочность, различают: а) гидратиую ще­лочность Щг, обусловленную концентрацией в воде гидроксильных ионов ОН-; б) карбонатную ще­лочность Щк, обусловленную концентрацией в воде карбонатных ионов С ; в) бикарбонатную ще­лочность Щб, обусловленную концентрацией бикар­бонатных ионов НСОз-.

В простейшем случае при отсутствии в воде фосфат­ного и других анионов слабых кислот, кроме карбонат­ного, гидроксильного или бикарбонатиого, общая щелоч­ность воды может состоять только из гидратиой щелоч­ности; из суммы гидратной н карбонатной щелочностей; только из карбонатной щелочности; из суммы карбонат­ной и бикарбонатной щелочностей; только из бикарбонатной щелочности.

Карбонатную жесткость воды часто называют щелоч­ностью, поскольку карбонатная жесткость обусловлива­ется наличием в воде бикарбонатов и карбонатов каль­ция и магния, т. е. соединений, дающих в растворе анио­ны НСОз- и С . В том случае, когда концентрация этих ионов в воде, выраженная в мг-экв/кг. больше об­щей жесткости воды, разность между

(СНСОз- + CС )и Ж0 определяет натриевую щелочность воды, т. е. сум­марную концентрацию в воде бикарбоната и карбоната натрия.

Стабильность воды. Стабильной называется во­да, не способная к выделению отложений карбоната кальция и не являющаяся агрессивной, что обусловли­вается состоянием равновесия между растворенной в во­де свободной углекислотой и ионами кальция. Степень отклонения от стабильности воды характеризуется ее нестабильностью DЩ, равной разности между щелочно­стями воды до и после фильтрования через слой мрамор­ной крошки.

Органические вещества. Непосредственное определение концентрации органических веществ в воде практически невозможно, поэтому содержание их приня­то характеризовать косвенным путем, определяя окисляемость воды с применением в качестве окислителя марганцовокислого калия КМп04 (перманганата калия) в кислой среде.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: