Текст работы можно загрузить в формате Word
Отчет
НАЛАДКА ВОДНО-ХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА КОТЛА БКЗ-90/39-Д
тэЦ ПВС ОАО «ЕНАКИЕВСКИЙ МЕТАЛУРГИЧЕСКИЙ зАВОД»
10.302.001
Горловка
2010
<<Котел в период испытаний подпитывался натрий-катионированной водой с большим содержанием в ней карбонатов, в результате разложения которых в паре создавалась концентрация угольной кислоты до 15 мг/кг, что обусловливало очень низкий рН паров, который бесполезно было пытаться повышать какой-то нормальной дозой аммиака. Для других аминов, в т.ч. предлагаемого Технохимреагентом ДЭНА, о чем вы прочтете в этих материалах, это также составило бы запредельную величину. Истинное значение рН паров нам замерять не удалось из-за крайне недостаточного охлаждения пробоотборных точек. В общем, все было как на наших металлургических комбинатах, где ТЭЦ имеют статус вспомогательных цехов.
Руководителем работ на объекте была Федосеева О.В. Я, как всегда за последние 10 лет, был координатором работ.
Далее привожу технические характеристики котла в том виде, в каком мне передали от Заказчика работ.
-----------------------
Украина
ЗАО «НПП Интерэнерго»
Заказчик: ОАО «Енакиевский металлургический завод»
Проект: Разработка рабочей документации на реконструкцию котла БКЗ-75Д ст.№7 ТЭЦ ПВС с повышением паропроизводительности до 90 т/час
Расчет сепарационных устройств котла БКЗ-75-39Д
Главный конструктор Р.О.Леусенко
Харьков 2008
Дк – 90 т/ч
Рб – 39,6 кгм/см2
Величина непр.продувки – 5%
Sпв – 512 мг/кг
Qпв – 94,5 т/ч
Кипение водяного экономайзера – 25,74%
n1=57.9%
n2=37.0%
n3=5.1%
S1доп - 1200 мг/кг [2]
S2доп - 6000 мг/кг [2]
S3допн – 10000 мг/кг [4]
S3допв – 20000 мк/кг [4]
Skvдоп=0,579*1200+0,37*6000+0,051*20000=3935 мг/кг
Kynдоп=0,25*100/3935=0,0064%
Литература
2. Проектирование внутрибарабанных циклонов паровых стационарных котлов. РД 24.130.03-88.
4. Циклоны выносные котлов низкого и среднего давления. ОСТ 108.838.10-80.
-----------------------
Соотношение мощностей отсеков испарения здесь не является оптимальным, однако у разработчиков проекта реконструкции было свое мнение на этот счет. Теперь переходим непосредственно к отчету. Точнее, здесь в основном представлены мои наброски по отчету и за технические дефекты в них прошу меня простить.>>
Список авторов
Ответственный исполнитель, ведущий инженер
О.В. Федосеева
(организация и проведение работ, составление технического отчета)
Ведущий инженер
Н.Г. Протасов
(координация работ, обработка результатов, составление рекомендаций)
Инженеры
Т.М. Иванова
(выполнение анализов котловых вод и паров)
Л.М. Сёменова
(выполнение анализов котловых вод и паров, оформление технического отчета)
Реферат
Технический отчёт: с., рис., табл., приложения, источники.
Объектом наладки водно-химического режима является котёл БКЗ-90/39-Д ст. № 7 ТЭЦ ПВС ОАО «ЕМЗ».
Цель работы: обследование, наладка водно-химического режима котла. Работа является продолжением предыдущего этапа работ «Теплотехнические испытания котла БКЗ-90/39-Д ст. № 7», проведенного в мае 2010 г. с выпуском технического отчета архивный № Х–1957.
В данном отчёте отражены характеристики водно-химического режима ТЭЦ ПВС и возможности его улучшения применительно к текущему состоянию эксплуатируемого оборудования и на перспективу.
Результатом работы является отчет «Наладка водно-химического режима котла БКЗ-90/39-Д ст.№7» тэЦ ПВС ОАО «Енакиевский металлургический завод» с выдачей режимных таблиц и рекомендаций.
КОРРЕКЦИОННАЯ ОБРАБОТКА, непрерывная продувка, СОЛЕСОДЕРЖАНИЕ, ВОДНО-ХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ.
Содержание
С
Перечень условных обозначений........................................................................ 5
Введение............................................................................................................... 6
1 Состояние водно-химического режима ТЭЦ ПВС.......................................... 7
1.1 Водоприготовление подпиточной воды.............................................. 7
1.2 Поведение примесей по конденсатно-питательному тракту................ 9
1.3 Коррекционная обработка питательной и котловой вод................... 11
1.4 Непрерывная и периодическая продувки котлов............................... 13
1.5 Состояние химконтроля..................................................................... 14
2 Возможности улучшения водно-химического режима.................................. 15
3 Обсуждение результатов................................................................................. 23
4 Выводы............................................................................................................ 32
5 Рекомендации.................................................................................................. 35
Перечень ссылок................................................................................................ 36
Приложение А.Результаты анализов циркуляционной воды................................
Приложение Б.Результаты анализов по тракту ХВО 1, 2......................................
Приложение В.Замечания к проектам реконструкции ХВО.................................
Приложение Г. Результаты анализов по определению рН, жесткости и железа..
Приложение Д.Результаты анализов по определению фосфатов.........................
Приложение Е. График дозирования КР...............................................................
Приложение Ж.Таблица пересчета непрерывной продувки.................................
Перечень условных обозначений
ТЭЦ ПВС – теплоэлектроцентраль паро-воздушная станция
ОАО «ЕМЗ» - ОАО «Енакиевский металлургический завод»
ПТЭ – правила технической эксплуатации
ПВ – питательная вода
ПП – перегретый пар
НП – насыщенный пар
КР – корректирующий реагент
ВПУ – водоподготовительная установка
ХВО - химводоочистка
КИП – контрольно-измерительные приборы
ВВЕДЕНИЕ
Настоящая работа «Наладка водно-химического режима котла БКЗ-90/39-Д» выполнялась по договору № 10.302.001 одновременно с проведением и после завершения предыдущего этапа работ «Теплохимические испытания котла БКЗ-90/39-Д ТЭЦ ПВС ЕМЗ ст. №7», по по которому выпущен технический отчет Арх.№ Х–1957.
В процессе выполнения данного этапа работ пришлось столкнуться с рядом вопросов, в существенной мере выходящих за предусмотренный договором объем работ (обследование и наладка ВХР реконструированного котла ст.№7), но при этом имеющих ключевое отношение к перспективам организации и ведения водно-химического режима на ТЭЦ ПВС.
Прежде всего, это касается вопросов сокращения потерь теплоносителя и размера подпитки котлов химочищенной водой, а также вопросов реконструкции химводоочистки. Ряд этих вопросов рассматривался при условии и с учетом предварительного проведения необходимых для их решения мероприятий: то же сокращение размера подпитки котлов, оснащение котлов расходомерами непрерывной продувки, без правильного замера которой невозможно грамотно регулировать водно-продувочный режим и устанавливать требуемый размер подпитки котлов, оснащение исправно работающими пробоотборными точками конденсаторов турбовоздуходувок и турбин, а также деаэраторов питательной воды, обеспечение эффективной работы этих аппаратов и ряд других моментов.
Многие из рассмотренных в данном отчете положений носят оценочный характер и требуют проведения отдельных видов работ с привлечением специалистов соответствующего профиля – например, представителей химической службы и котельного цеха ДонОРГРЭС.
1 СОСТОЯНИЕ ВОДНО-ХИМИЧЕСКОГО режима ТЭЦ ПВС
1.1 Водоприготовление подпиточной воды
Исходной водой для водоподготовительной установки ТЭЦ ПВС является проходящая через градирни циркуляционная вода оборотного цикла, подпитываемого из канала Северский Донец. Подогрев исходной воды до температуры ≤ 40 °С осуществляется в подогревателях, расположенных в турбинном зале ТЭЦ ПВС. Отбор проб на анализ исходной воды осуществляется из пробоотборной точки в здании ХВО 1 перед осветлителем №2. Показатели качества циркуляционной воды приведены в Приложении А.
Существующая водоподготовительная установка производительностью 600 м3/ч (ХВО 1 – 400 т/ч, ХВО 2 – 200 т/ч) работает по следующей технологической схеме:
- известкование в осветлителях;
- механическая фильтрация на осветлительных фильтрах;
- двухступенчатое Nа-катионирование с прямоточной регенерацией.
На ВПУ установлено 3 осветлителя ЦНИИ – 1, производительностью 200 м3/ч каждый. Водяной объем осветлителя 450 м3. Подогретая до 40 ºС исходная вода подается по трубопроводу в воздухоотделитель. Из воздухоотделителя по опускной трубе через сопло вода поступает в зону реакции. В эту же зону выше подвода воды подается раствор известкового молока. Коагулянт на ВПУ не применяется. Известкованная вода поступает в баки предочищенной воды (БОВ), установленные в здании ХВО 1 (3 бака), далее подается на всас насосов известкованной воды, затем направляется на механические фильтры. Пройдя осветление на механических фильтрах, осветленная вода отводится из нижней части фильтров и подается на Nа-катионитовые фильтры I ступени (ХВО 1 – 6 фильтров, ХВО 2 – 4 фильтра), затем на Nа-катионитовые фильтры II ступени (ХВО 1 – 3 фильтра, ХВО 2 – 2 фильтра). На ВПУ имеется известковое хозяйство, солевое хозяйство. Раздельная регенерация Nа-катионитовых фильтров производится 7-10% раствором NaCl.
Химочищенная вода с температурой + 35 ºС от ХВО 1 и 2 подается в главный корпус ТЭЦ ПВС. Требования к качеству химочищенной воды приведены в таблице 1.1
Таблица 1.1
Контроль качества химочищенной воды ведется по показателям жесткости после Nа-катионитовых фильтров I ст. и после Nа-катионитовых фильтров II ст. Среднемесячные показатели качества воды после Nа-катионитовых фильтров за период с января по май 2010 г. приведены в таблице ХХХХХ – это не обязательно приводить.
В среднем жесткость Nа-катионированной воды по ХВО 1 и 2 за январь-май 2010 г. составила 82 и 5,2 мкг-экв/дм3 после Nа-катионитовых фильтров I ст. и после Nа-катионитовых фильтров II ст. при норме 300 и 10 мкг-экв/дм3 соответственно.
Обследование и наладка ВПУ в объеме работ по действующему договору не предусматривались, но в связи с тем, что химочищенная вода является большой и важной составляющей питательной воды котлов БКЗ, нами был выполнен ряд необходмых химических анализов с определением рН, жесткости и содержания железа в воде по тракту ВПУ. Результаты анализов по тракту ХВО 1 и 2 приведены в Приложении Б. К сожалению, из-за запыленности помещения лаборатории ТЭЦ нам не удалось набрать достаточное количество представительных данных по железу. После отбрасывания выскакивающих значений и сравнения с другими данными (в т.ч. полученными в период теплохимических испытаний 7-го котла) получили примерно следующую иллюстративную картину:
Эти данные в основном получены по результатам анализов в лаборатории ДонОРГРЭС. Из-за малого их количества они требуют дальнейших уточнений.
В процессе выполнения работы мы также ознакомились, по просьбе эксплуатации, с проектами реконструкции ХВО ЕМЗ с выдачей замечаний (Приложение В).
1.2 Поведение примесей по конденсатно-питательному тракту
Качество питательной воды, паров и конденсата обеспечивается за счет качества химочищенной воды, а также за счет ряда других факторов. При неналаженной работе конденсаторов турбин и воздуходувок высокий уровень свободной углекислоты в конденсате паров вызывает усиленную коррозию конденсатного тракта и, соответственно, резкое увеличение содержания продуктов коррозии в питательной и котловой воде.
Анализ конденсата турбин и турбовоздуходувок, выполненный химслужбой ДонОРГРЭС, представлен в таблице 1.2.
Таблица 1.2
Обращает на себя внимание высокое содержание железа в пробоотборных точках паров и конденсата – до 300 и даже более мкгFe/кг. Следует отметить, что эти пробоотборные точки изготовлены из простой, не коррозионно устойчивой стали. Но, тем не менее, полученные данные в целом характеризуют коррозионную агрессивность среды. К сожалению, состояние пробоотборных точек, а то и вовсе их отсутствие не позволили документально подтвердить указанную агрессивность из-за невозможности определения коррозионно агрессивных газовых составляющих теплоносителя – кислорода в питательной воде и углекислоты в парах и конденсатах. Однако на нее указывает большое содержание продуктов коррозии стали в конденсатах, питательной и котловых водах ТЭЦ ПВС, которое нельзя объяснить только вкладом подпиточной химочищенной воды – см. предыдущий подраздел.
Для осуществления химконтроля качества всей подпиточной химочищеной воды, поступающей на деаэраторы, была восстановлена, по нашему требованию, пробоотборная точка химочищенной воды с ХВО1 и ХВО2. Результаты определения железа по химочищенной воде и КПТ приведены в Приложении Г. Эти данные подтверждают результаты предыдущего подраздела относительно того, что содержание железа в питательной воде примерно в два раза выше, чем в подпиточной химочищенной воде. Ряд других показателей ВХР представлен в нашем предыдущем отчете Арх.№ Х–1957.
В аварийный останов котла № 2 в июле 2010 г. был сделан анализ отложений поврежденной трубы пароперегревателя. Результаты анализа отложений пароперегревателя котла БКЗ-85-39ФБ ст.№2 от 03.08.2010 приведены в таблице 1.3
Таблица 1.3
Здесь обращает на себя внимание необычно высокое содержание окислов железа по отношению к солям – гораздо более высокое, чем оно имеет место для котловых вод при работе котлов. Это позволяет предположить, что образование отложений в пароперегревателях в значительной мере происходит в период пусков котлов.
1.3 Коррекционная обработка питательной и котловой вод
Коррекционная обработка питательной воды ведется с применением комплексного реагента Puro Tech RLT 10 – смесь нейтрализующих и деоксидантных аминов, дисперсантов. В состав комплексного реагента включены следующие составляющие: диэтилгидроксиламин (DEHA) – для предотвращения кислородной коррозии в водяном экономайзере котла; смесь нейтрализующих аминов ( циклогексаламин и морфолин) – для защиты линий возврата конденсата от углекислотной коррозии. КР, по инструкции, дозируется непрерывно в товарном виде насосом-дозатором на всас питательного насоса, установленного в турбинном зале. Содержание DEHA в питательной воде должно составлять 0,1-0,25 мг/дм3. Контроль за содержанием DEHA в питательной воде ведется персоналом экспресс-лаборатории.
Для коррекционной обработки котловой воды используется КР Puro Tech Disperse 3 на основе гексаметафосфата натрия (NaPO3)6 и сульфированного полимера, применяемого для предупреждения образования на внутренних поверхностях котла кальциевой и железоокисной накипи. Реагент дозируется в чистый отсек барабана по линии фосфатирования насосом-дозатором типа НД 1,0-250/100. При ознакомлении со схемой дозирования КР в котлы, установлено следующее: товарный продукт Puro Tech Disperse 3 приготавливается в пропорции 20 л/м3 в полиэтиленовом баке емкостью 1м3, установленном в котельном зале. Реагент дозируется периодически в чистый отсек барабана по линии фосфатирования одним насосом-дозатором типа НД 1,0-250/100. Резервный насос-дозатор отсутствует. Регулирование количества фосфатов в котловой воде выполняется открытием (закрытием) регулирующих вентилей соответствующего котла. До выполнения наладочных работ периодически наблюдались высокие концентрации солей жесткости в котловых водах. Работа по наладке дозирования КР проводилась совместно и по согласованию с работниками «Технохимреагента» (поставщиками КР). Было проведено несколько опытов по изменению времени дозирования и по изменению концентрации КР. При этом выполнялись анализы по определению фосфатов и жесткости в котловой воде чистого и солевых отсеков; в питательной воде контролировалась жёсткость. На основании полученных результатов (на примере котла ст. № 7) определились с рабочей концентрацией КР и режимом его дозирования. Содержание фосфатов и достигнутые результаты по снижению жесткости в котловых водах приведены в Приложении Д.
На основании проведенных опытов и полученных данных был составлен график периодичности дозирования КР (Приложение Е). Однако, следует отметить, что оптимизация дозирования КР по предложенному графику является только временной мерой, исходя из существующих условий на ТЭЦ ПВС. В дальнейшем необходимо следовать «Методическим указаниям по коррекционной обработке питательной и котловой воды барабанных котлов давлением 3,9-13,8 МПа» РД 34.37.522-88 п.3.2.6.». Согласно Методическим указаниям, при ручном (дистанционном) управлении насосами-дозаторами ввод фосфатов в котловую воду должен производиться непрерывно. Регулирование дозы должно осуществляться изменением хода плунжера насосов-дозаторов и рабочей концентрацией фосфатов с учетом количества работающих насосов-дозаторов.
1.4 Непрерывная и периодическая продувки котлов
Одним из факторов сокращения потерь теплоносителя и, соответственно, величины подпитки котлов является расход котловой воды на непрерывную продувку, доходящий на момент проводимого обследования до 15 и более процентов от паровой нагрузки котлов. Слишком большой размер продувки может дестабилизировать работу котлов. Кроме того, с увеличением продувки увеличивается и количество примесей, вносимых в пароводяной цикл ТЭЦ с подпиточной водой.
В связи с отсутствием расходомеров продувки, нами, в качестве временной меры, была предпринята попытка определиться с регулированием размера продувки по количеству витков, осуществляемых при открытии регулировочных вентилей на линии непрерывной продувки котлов. Одновременно с открытием вентилей на котле контролировалась разность расходов питательной воды и выработанного пара, по которой и оценивался размер продувки. Опыты проводились на котле ст. №2. По полученным результатам был построен регулировочный график.
График начинался с 5 т/ч при закрытых вентилях, что отражает либо неточность настройки расходомеров, либо утечки воды на котле. Однако слишком крутая расходная характеристика вентилей (один виток открытия вентиля почти полностью открывает продувку) не позволила сколько-нибудь удовлетворительно решить вопросы оценки и регулирования расхода воды на непрерывную продувку. Таким образом, попытки улучшить текущее положение за счет временных мер в данном случае оказались не эффективными и одним из первых шагов в наведении порядка по обеспечению нормального ведения ВХР должно быть оснащение исправными расходомерами непрерывной продувки всех котлов ТЭЦ ПВС.
Для котла БКЗ-90/39-Д ст. №7, единственного на данный момент котла, оснащенного расходомером непрерывной продувки, была составлена и передана к исполнению таблица для пересчета в проценты размера непрерывной продувки, замеренной в т/ч, в зависимости от паропроизводительности котла (Приложение Ж).
Периодическая продувка при растопке котла и нарушениях водного режима проводится в усиленном режиме по показателям котловой воды; в эксплуатационном режиме – 1 раз в сутки (согласно действующей режимной карте).
1.5 Состояние химконтроля
Ключевым вопросом ведения ВХР является также организация необходимого химического контроля. Прежде всего, должны быть оборудованы пробоотборные точки и нормально контролироваться работа конденсаторов и деаэраторов по содержанию кислорода в конденсатах и в питательной воде. Без этого все другие меры по улучшению водно-химического режима ТЭЦ ПВС не дадут требуемого положительного эффекта.
В целом можно сказать, что существующий химконтроль за состоянием водно-химического режима ведется недостаточно. Не соблюдается график оперативного химического контроля по многим показателям.
Экспресс-лаборатория ТЭЦ ПВС не оснащена приборами ручного химконтроля, необходимыми для полного химического контроля: нет рН-метра для замера рН среды, нет кондуктометра (типа СКВ) для замера солесодержания химочищенной, питательной вод и других вод.
Из-за запыленности помещения лабораторий ТЭЦ ПВС пылью металлургического завода анализы по содержанию железа выполнялись нами в химлаборатории ДонОРГРЭС.
Эксплуатационная инструкция по ВХР, утвержденная год назад (разработана начальником отдела реагентной обработки воды ООО «ТЕХНОХИМРЕАГЕНТ» – 23.03.09), не охватывает всех необходимых показателей водно-химического режима. Очень мало сказано о качестве подпиточной химочищенной воды, составляющей до 50% питательной воды котлов. В инструкции идет речь о применении фосфатирования для обработки котловой воды, в то время как коррекционная обработка котловой воды ведется КР Puro Tech Disperse 3. Рекомендации по ведению коррекционной обработки котловой воды с применением этого реагента не внесены в технологическую инструкцию. В связи с этим рекомендуем разработать технологическую инструкцию по ВХР (собственными силами или с привлечением сторонних организаций) с учетом вышеупомянутых замечаний.
2 ВОЗМОЖНОСТИ УЛУЧШЕНИЯ ВХР ТЭЦ ПВС
Одним из основных поставщиков примесей, ухудшающих ВХР, является химочищенная вода, используемая для подпитки котлов. Так, при нормальной плотности конденсаторов турбин и воздуходувок подпиточная вода практически 100%-но определяет солесодержание питательной воды. Поэтому, решающее значение для улучшения ВХР ТЭЦ ПВС может иметь сокращение размера подпитки котлов.
Для рассмотрения этого вопроса введем следующие обозначения:
Gpv – расход питательной воды;
Dk – выработка пара;
Gtvd – расход пара на турбовоздуходувки;
Gtg – расход пара на турбины;
Groud – расход пара РОУ на догрев пит.воды в деаэраторах;
Gpod – расход подпиточной воды.
Если бы удалось полностью исключить потери конденсата, а также пара отборов турбин, то весь пар, поступивший на турбины и воздуходувки, сконденсировавшись в конденсаторах и теплообменниках, полностью возвращался бы в цикл и мы имели бы соотношение:
Gpod=Gpv-Gtvd-Gtg-Groud
Обработка эксплуатационных данных за 2010 г. по этой формуле дает следующую картину в тоннах за месяц, приведенных в таблице 2.1.
Таблица 2.1
где Gpod%=100∙Gpod/Gpv – размер подпитки в процентах от суммарного расхода питательной воды на котлы.
Фактические же расходы Gpod% по эксплуатационным данным отличаются от вышеприведенных расчетных в сторону увеличения до двух раз – таблица 2.2.
Таблица 2.2.
Устранение прямых потерь пара и конденсата (на неплотностях арматуры, фланцах, клапанах и т.д.) – это не единственный резерв для сокращения размера подпитки котлов. Если, например, стороннему потребителю отпускается 150 т/ч деаэрированной воды (такую оценку нам давали в январе), то на догрев этой воды в деаэраторах может потребоваться до 17 т/ч пара – по формуле приближенного баланса:
Gst∙100=(Gst-Gdr)∙35+Gdr∙600
Gdr=Gst∙(100-35)/(600-35)
где: Gdr – расход пара на догрев воды в деаэраторах;
Gst – расход деаэрированной воды для стороннего потребителя;
35 и 100 – температура воды до и после деаэраторов;
600 - теплота парообразования, ккал/кг, расходуемая в деаэраторах на догрев воды.
В то же время, осуществление предварительного подогрева этой воды в теплообменниках до температуры, близкой к температуре насыщения в деаэраторах, позволило бы вернуть конденсат этого пара в цикл котлов, что применительно к данным за январь привело бы к сокращению размера подпитки котлов примерно на 6% от расхода питательной воды.
Использование в пароводяном цикле ТЭЦ выпара непрерывной продувки котлов позволяет возвратить в цикл порядка 40% конденсата от расхода продувочной воды и этот возврат следует использовать постоянно. Сам размер непрерывной продувки, который достигает до 15 и более процентов от паровой нагрузки котлов, может составлять львиную долю в размере подпитки котлов, в особенности при сокращении других потерь.
В целом, по проведенным приближенным оценкам (детальная оценка – это предмет отдельной работы) размер подпитки котлов за вычетом их продувки (т.е. потери плюс невозврат пара и конденсата) может находиться в пределах 10–40% от суммарной нагрузки котлов в зависимости от принятия или отсутствия мер по сокращению потерь пара и конденсата, а также от других факторов. По результатам обработки данных теплохимических испытаний котла № 7 и проведенным балансовым расчетам, мы получили следующие соотношения для средневзвешенного солесодержания котловой воды при солесодержании химочищенной воды 1000 мг/кг, размере непрерывной продувки в диапазоне 2–10% от паровой нагрузки котлов и при размерах подпитки при условно закрытой продувке (т.е. потери + невозврат) 10, 20, 30 и 40% от паропроизводительности котлов:
Рисунок 2.1 – График зависимости предельно-допустимого солесодержания котловой воды от непрерывной продувки
Горизонтальная линия на графике показывает предельно-допустимое средневзвешенное солесодержания котловой воды. Для котла №7 оно, по данным испытаний, составляет 3750 мг/кг. Средневзвешенное солесодержание (от него зависит солесодержание паров) для этого котла находится по формуле:
Sкв=0,45∙S1ст+0,5∙S2ст+0,05∙S3ст
где 0,45; 0,5; 0,05 – паропроизводительности 1-й, 2-й и 3-й ступеней испарения в долях от паропроизводительности котла, а S1ст, S2ст и S3ст – солесодержания котловых вод этих ступеней.
Как видим, непрерывная продувка более 6% не целесообразна даже для худшего варианта работы котлов. Более того, по имеющимся наблюдениям слишком большой размер продувки дестабилизирует работу котлов. Для нормального регулирования непрерывной продувки (а это очень существенный элемент ведения ВХР) необходимо установление расходомеров этой продувки на всех котлах ТЭЦ ПВС.
Солесодержание химочищенной воды подвержено сезонным колебаниям в следствие аналогичного изменения исходной обрабатываемой воды. Согласно эксплуатационным данным (Приложение А – оно обязательно ??), по которым построен прилагаемый ниже график, понижение солесодержания исходной воды в 2010 г. началось в апреле с уровня 1200 до 800 мг/кг. Одна выскакивающая точка (за 24.04.10) видимо является случайной (т.е. непредставительной) и не подтверждается данными по другим анализам воды.
Рисунок 2.2 – График зависимости солесодержания исходной воды от времени года.
Оценка солесодержания химочищенной воды по этим данным приводит к значению не более 1000 мг/кг, которое и было использовано выше для расчета солесодержания котловых вод.
При более низком солесодержании подпиточной химочищенной воды, например при 600 мг/кг, ситуация с воднопродувочным режимом котлов, в сравнении с ранее описанной, может выглядеть более благополучной:
Рисунок 2.3 – График зависимости солесодержания котловой воды от непрерывной продувки
Здесь, как и ранее, можно заметить, что при большом размере непрерывной продувки ее дальнейшее увеличение не приводит к существенному снижению средневзвешенного солесодержания котловой воды. Это связано с тем, что с возрастанием продувки увеличиваются размер подпитки и, соответственно, солесодержание питательной воды.
В любом случае сокращение размера подпитки остается важным фактором улучшения ВХР. С подпиточной водой в пароводяной цикл ТЭЦ ПВС привносятся не только соли, формирующие замеряемое по электропроводности солесодержание питательной воды, но и окислы железа, жесткость, кислород, углекислота – последняя образуется в результате разложения карбонатов в котловых водах и переходит в пар. В контексте этих моментов следует рассматривать и предлагаемые для ТЭЦ варианты реконструкции ХВО.
Здесь, на наш взгляд, нужно прежде всего определиться относительно следующих моментов:
- какая производительность водоочистки необходима для обеспечения подпитки котлов;
- какая производительность водоочистки необходима для обеспечения прочих нужд ЕМЗ;
- какие требования к качеству химочищенной воды должны быть обеспечены для первой и для второй позиций.
Размер подпитки котлов, как показывает приведенный выше приближенный анализ, может быть существенно сокращен. При этом, очевидно, сократятся и объемы необходимых реконструктивных работ. Заодно улучшатся и показатели ВХР. Вопросы, связанные с реконструкцией ХВО (общие оценки), рассмотрены в Приложении В.
До реконструкции ХВО должны быть проведены работы по сокращению потерь пара и конденсата и другие работы, связанные с сокращением размера подпитки котлов. Результаты этих работ послужат основанием как для выбора варианта реконструкции ХВО, так и для определения объема необходимых реконструктивных работ.
Здесь, как уже ранее отмечалось, следует иметь ввиду, что качество питательной воды, паров и конденсатов обеспечивается не только за счет качества химочищенной воды, но и за счет других факторов. Прежде всего это относится к газовым составляющим теплоносителя. Чем меньше размер подпитки котлов, тем меньше их вносится в пароводяной цикл. Первая газовая составляющая – это кислород, удаление которого требует хорошей работы деаэрационных устройств, так как химическими методами устранить весь кислород, поступающий с подпиточной водой, не возможно. Вторая газовая составляющая – растворенный углекислый газ (угольная кислота). Углекислый газ образуется в котле за счет разложения находящихся в котловой воде карбонатов по схеме:
Na2CO3 + H2O = 2NaOH + CO2↑
Образующийся углекислый газ (CO2) вследствие своей очень большой летучести практически полностью переходит в пар и при конденсации последнего создает в конденсатном тракте коррозионно агрессивную кислую среду. При существующих схеме водоподготовки и размере подпитки котлов химически связать образующуюся в конденсатном траке свободную кислоту (в паре ее по оценкам до 15 и более мг/кг) не возможно. Однако и при существующей схеме подготовки воды на ХВО количество свободной углекислоты в конденсатах пара можно резко сократить за счет сокращения размера подпитки и за счет организации удаления CO2 в конденсаторах турбин и воздуходувок.
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Организация водно-химического режима ТЭЦ ПВС является сложным многофакторным процессом, требующим системного подхода с учетом всех сопутствующих этой организации обстоятельств. На данный момент, как нам представляется, такой системный подход отсутствует как в текущем ведении водно-химического режима, так и в предложениях сторонних организаций, направленных на улучшение водоприготовления или ВХР.
Прежде всего, на наш взгляд, необходимо иметь ввиду, что выбор того или иного способа организации водно-химического режима, включая и водоприготовление для подпитки котлов, должен осуществляться с учетом количества примесей (солей, продуктов коррозии и других компонентов, находящихся в воде), вносимых на данный момент и в возможной перспективе в пароводяной цикл ТЭС. Здесь, по нашему мнению, речь должна идти в первую очередь о размере подпитки котлов и о возможностях ее сокращения, как об одном из главных факторов, определяющих дальнейшую организацию ВХР.
Сокращение потерь пара и конденсата, а также их невозврата, – это сложный процесс, требующий постоянного внимания со стороны руководства ТЭЦ ПВС и обслуживающего персонала. Возможно также для решения этого вопроса и привлечение сторонних организаций. Предварительные оценки возможностей сокращения потерь и невозврата даны в предыдущих разделах на основе эксплуатационных данных и эти оценки, естественно, зависят и от качества самих данных. Дополнительно к этим оценкам мы можем, исходя из нашего опыта, отметить, что на ТЭС, где данному вопросу не уделяется должного внимания, потери пара и конденсата достигают 10 и более процентов. Так, например, на Мироновской ТЭС эти потери без учета потерь воды на непрерывную продувку котлов в 2006 г. достигали 20 и более процентов от общего расхода питательной воды на энергетические котлы.
Одним из факторов сокращения потерь теплоносителя и, соответственно, величины подпитки котлов является расход котловой воды на непрерывную продувку, который достигает совершенно немыслимых, в плане нашего опыта, и технологически неоправданных размеров – до 15 и более процентов от паровой нагрузки котлов. Роль непрерывной продувки может быть не только положительной. При слишком большом ее размере дестабилизируется работа котлов и существенным образом увеличивается количество примесей, вносимых в пароводяной цикл ТЭЦ с подпиточной водой, что не раз уже нами отмечалось в рабочем порядке и в тексте данного отчета.
При существующих размерах подпитки котлов и других сопутствующих факторах, о которых будет речь по мере их обсуждения, резко снижается эффективность любого способа коррекционной обработки теплоносителя. Так, содержание свободной углекислоты в парах по расчетам (состояние пробоотборных точек не позволяет проверить это экспериментально) в 2010 г. достигало 15 мг/кг или около 0,4 мг-моль/кг. Для нейтрализации угольной кислоты "наполовину" (до НСО3-) потребуется 0,4 мг-экв/кг аминов. Для аммиака это составило бы неприемлемое для ВХР значение 0,4∙17=7,8 мг/кг. Для других аминов (предлагаемого Технохимреагентом ДЭНА или других) это также составило бы запредельную величину. Аналогичным образом, видимо, обстоит дело с попытками нейтрализовать в заметной мере щелочность котловой воды или перевести в шламовые формы окислы железа посредством предлагаемого гексаметафосфата натрия и других компонентов при уровне щелочности 2 мг-экв/кг и железа до 1 и более мг/кг по чистому отсеку. Также сомнительной выглядит возможность существенного понижения кислорода в питательной воде посредством ДЭНА (диэтилгидроксиламина), если не будет должным образом налажена работа деаэраторов питательной воды. Дело в том, что в исходной, а следовательно и в подпиточной химочищенной воде равновесное с атмосферным воздухом содержание кислорода составляет 8-10 мг/кг. При смешении с питательной водой в деаэраторе исходное содержание кислорода может достигать до 4 мг/кг. Для предлагаемой Технохимреагентом дозы ДЭНА в 0,1-0,25 мг/кг остаточное содержание кислорода за счет собственно деаэрации должно, видимо, находиться на уровне, значительно более низком против этой дозы – т.е. существенно меньшем, чем 0,1 мгО2/кг. Вообще-то, предлагаемый Технохимреагентом способ ведения ВХР является новым, экспериментальным и его полная оценка может быть проведена только по результатам длительных наблюдений за состоянием ВХР. Мы же, в данном случае, говорим о ВХР применительно к общим проблемам, сопутствующим коррекционной обработке теплоносителя на ТЭЦ ПВС, которые необходимо решить, прежде чем определяться со способом и особенностями ведения ВХР.
Очевидно, что существующее положение с контролем и регулированием размера непрерывной продувки неприемлемо для нормального ведения ВХР. В качестве временной меры мы пытались определиться с размерами продувки по количеству витков при открытии регулировочных вентилей на линии продувки (раздел 1.4). Однако слишком крутая расходная характеристика вентилей (один виток открытия вентиля почти полностью открывает продувку) не позволила сколько-нибудь удовлетворительно решить этот вопрос. Таким образом, одним из первых шагов в наведении порядка по обеспечению нормального ведения ВХР должно быть оснащение исправными расходомерами непрерывной продувки всех котлов ТЭЦ ПВС.
При существующем размере подпитки содержание свободной угольной кислоты, как уже отмечалось, по оценкам достигает 15 мг/кг. При неналаженной работе конденсаторов турбин и воздуходувок такой уровень свободной углекислоты может сохраняеться в конденсате паров с созданием коррозионно агрессивной кислой среды – до 5-ти и даже менее рН (подтвердить это можно только на рН-метре с проточным датчиком при наличии оборудованных для этого пробоотборных точек). Это вызывает усиленную коррозию конденсатного тракта и, соответственно, резкое увеличение содержания продуктов коррозии в питательной и котловой воде. Проведенный замер содержания железа в пробоотборных точках паров и конденсата дает величины порядка 300 и даже более мкгFe/кг. Эти данные нельзя считать представительными по отношению к отбираемой исходной среде, так как корродируют и пробоотборные точки, изготовленные из простой, не коррозионно устойчивой стали. Но, тем не менее, полученные данные в целом вполне однозначно характеризуют коррозионную агрессивность среды.
По результатам обработки эксплуатационных данных и предварительным оценкам средний размер подпитки котлов после сокращения потерь и невозврата теплоносителя, а также сокращения размера непрерывной продувки может составить 15 и менее процентов от расхода питательной воды на котлы. При существующей щелочности химочищенной воды на уровне 0,8-1,0 мг-экв/кг, обусловленной бикарбонатами и карбонатами натрия, и указанном размере подпитки это может обусловить в парах до 3 мг/кг свободной углекислоты, на частичную нейтрализацию которой в парах до рН=8,5 может потребоваться до 0,07 мг-экв/кг аминов (для аммиака это 0,07∙17=1,2 мг/кг). Однако при этом, для достижения указанного результата, должны быть организованы нормальная работа конденсаторов по удалению неконденсирующихся газов (О2 и СО2) и соответствующий химический контроль. Иначе угольная кислота и ее соединения будут возвращаться с конденсатами в питательную воду и накапливаться в пароводяном цикле ТЭЦ. Контроль за работой конденсаторов осуществляется, прежде всего, по содержанию кислорода в конденсате турбин и турбовоздуходувок. При нормальной работе конденсаторов вместе с кислородом удаляется значительная часть свободной углекислоты, остатки которой могут быть нейтрализованы аминами, которые также удаляются в конденсаторах, но в значительно меньшей мере, чем кислород или СО2.
Одним из способов снижения поступления соединений углекислоты в пароводяной цикл является предложенная Гидротехинжинирингом реконструкция ХВО [5], предполагающая перевод бикарбонатной щелочности в свободную углекислоту на Н-катионитовых фильтрах с последующим ее удалением в виде СО2 в декарбонизаторах. Реализация этой схемы имеет определенные риски, чреватые серьезными нарушениями ВХР (Приложение В). В частности, при ухудшении работы декарбонизаторов возможны большие поступления соединений углекислоты в пароводяной цикл и создание коррозионно агрессивной кислой среды не только в конденсатном, но и в питательном трактах. Более целесообразной выглядит схема, когда только часть, например половина, подпиточной воды обрабатывается по новой схеме, а остальная – по существующей технологии обработки воды. Таким образом, при нормальной работе новой схемы обеспечивалась бы снижение поступления соединений углекислоты в питательную воду и нейтрализация углекислоты в парах аминами в приемлемых по величине дозах. Вместе с тем, поддерживалось бы необходимое значение рН питательной и котловых вод за счет подмешивания щелочной подпиточной воды, полученной по старой схеме, а при нарушениях работы декарбонизаторов всю подпиточную воду можно было бы заменить обычной (щелочной) химочищенной водой.
При принятии мер по сокращении потерь пара и конденсата, а также размера непрерывной продувки, подпитка котлов, по расчетам, может ограничиться величиной в 100 т/ч (сейчас ее средний уровень около 150 т/ч). Для того, чтобы обрабатывать половину этой подпиточной воды по новой схеме, достаточно выделить всего лишь две цепочки (одна в работе, другая в резерве) подготовки воды: Н-фильтр – Декарбонизатор – Na-катионитовые фильтры 1-й и 2-й ступени.
Большая часть химочищенной воды расходуется на нужды других, кроме ТЭЦ ПВС, подразделений ЕМЗ. Вряд ли для этих других подразделений будет наиболее походящей слабокислая среда, полученная по новой схеме приготовления химочищенной воды. Здесь, на наш взгляд, необходимо провести анализ и определиться с требуемым качеством воды для разных ее потребителей. Можно полагать, что эти требования для иных подразделений ЕМЗ будут существенно отличаться от требований к химочищенной воде для нужд ТЭЦ ПВС. Только определившись со всем комплексом требований и потребностей относительно химочищенной воды для разных подразделений, следует, по нашему мнению, принимать решения о реконструкции ХВО.
Один из выдвигаемых доводов в пользу новой технологии водоприготовления – сокращение солевых сбросов ХВО. На самом же деле сбросы при отказе от известкования в осветлителях (а это предлагается) скорее не сокращаются, а меняется их структура. Прежде всего, при отказе от известкования резко возрастает жесткость осветленной воды, что, соответственно, потребует больших расходов соляной кислоты на вытеснение катионов жесткости из регенерируемых фильтров. Дополнительно к этому потребуется расход щелочи (NaOH) на нейтрализацию кислых стоков. Существующие проблемы с приготовлением рабочего раствора извести видимо тоже могут нормально решаться в рамках реконструкции ХВО. Самым простым решением здесь является использования высококачественной извести (пушонки), что на порядок дешевле использования соляной кислоты. Что касается последней, то видимо будет проще, дешевле и технологичнее удалять жесткость неизвесткованной осветленной воды не на Н-катионитовых, а на обычных натрий-катионитовых фильтрах. Полученная таким образом слабощелочная вода с 8,5 или более рН (согласно данным по рН исходной обрабатываемой воды) и несколько повышенным, против действующей технологии, солесодержанием химочищенной воды (примерно на 35-40%) может подойти для других, кроме ТЭЦ ПВС, подразделений ЕМЗ. Дополнительно эту воду для других подразделений можно подщелачивать за счет прошедшей известкование натрий-катионированной воды. Однако здесь следует иметь ввиду, что при отказе от известкования резко возрастает нагрузка на ионообменные фильтры по жесткости и, соответственно, возрастают солевые стоки ВПУ.
Более детальный анализ рассмотренных вопросов (он не является предметом действующего договора) может выявить и другие, более целесообразные, варианты водоприготовления и реконструкции ХВО.
Ключевым вопросом ведения ВХР является, как отмечалось, также организация необходимого химического контроля. Прежде всего, должны быть оборудованы пробоотборные точки и нормально контролироваться работа конденсаторов и деаэраторов по содержанию кислорода в конденсатах и в питательной воде. Без этого все другие меры по улучшению водно-химического режима ТЭЦ ПВС не дадут требуемого положительного эффекта.
Мы не случайно акцентируем внимание на работе этих аппаратов. Высокие содержания железа в конденсатах и питательной воде говорят сами за себя. О неудовлетворительной, по косвенным оценкам, работе конденсаторов мы уже говорили. Что касается работы деаэраторов, то согласно эксплуатационным данным температура питательной воды в течение 7-ми месяцев этого года находилась в пределах 91–97 оС. Если эти данные верны, то это означает, что вода в деаэраторах не догревается даже до температуры насыщения и, следовательно, нельзя ожидать сколько-нибудь эффективного удаления кислорода из этой воды. Миллиграммовые! (в мг/кг) количества кислорода могут поступать при этом в питательную воду и в таких условиях применение ДЭНА или прочих восстановителей для связывания кислорода совершенно бесполезно.
Из положительных моментов ведения ВХР можно отметить относительно низкое значение жесткости питательной воды в период проведения наших работ на ТЭЦ ПВС – 2-7 мкг-экв/кг при дейсвующей норме 10 мкг-экв/кг; достаточно низкое солесодержание паров – 0,16-0,20 мг/кг при норме 0,25 мг/кг, в т.ч. при сокращении продувки на котле №7 по расходомеру на линии непрерывной продувки до уровня 4-х процентов от паровой нагрузки котла. Удалось также под нашим контролем совместно и по согласованию с работниками «Технохимреагента» (поставщиками КР) стабилизировать содержание фосфатов в котловой воде и, соответственно, свести практически до нуля жесткость котловой воды.
Относительно существующего режима дозирования реагента Puro Tech Disperse 3 следует отметить, что оно ведется не стабильно и не отвечает требованиям РД 34.37.522-88 «Методические указания по коррекционной обработке питательной и котловой воды барабанных котлов давлением 3,9-13,8 МПа».
Кроме рассмотренных положений, есть и другие важные моменты ведения ВХР и обеспечения надежной работы теплотехнического оборудования и прежде всего котлов. Эти моменты связаны с нестационарными режимами работы оборудования – главным образом с особенностями ввода в работу остановленных котлов. Занос перегревателей (таблица 1.3) при нормальном качестве паров в стационарном режиме работы котлов (т.е. в период их работы с более-менее постоянной нагрузкой) позволяет предположить, что такой занос происходит в основном в периоды пусков котлов. Данный вопрос также требует отдельного изучения на основе специально проделанных работ. Здесь мы можем высказать только некоторые предположения, связанные с опытом наших работ на ТЭС.
По характеру отложений в пароперегревателях (в основном это окислы железа) можно предположить, что в период пусков котлов происходит резкое увеличение содержания железа в котловых водах (это обычное явление при пусках котлов). При некоторых нарушениях пускового режима происходит заброс в пароперегреватели котловой воды и, как следствие, осаждение в пароперегревателях примесей котловой воды. Далее в режиме прохождения через пароперегреватели влажного пара происходит, в большей или меньшей мере, вымывание из пароперегревателя водорастворимых солей, а нерастворимые окислы железа полностью остаются на внутренней поверхности пароперегревательных труб.
Выяснение этих важных вопросов, связанных с пусковыми режимами котлов, требует выполнения соответствующих работ с привлечением специалистов нужного профиля – например, химиков и котельщиков ДонОРГРЭС.
ВЫВОДЫ
1. Существующий на данный момент водно-химический режим ТЭЦ ПВС характеризуется высоким содержанием коррозионно агрессивных газовых составляющих теплоносителя (кислорода в питательной воде и углекислоты в парах и конденсатах) и, как следствие, большим содержанием продуктов коррозии стали в конденсатах, в питательной и в котловых водах.
В этих условиях применение по рекомендациям Технохимреагента коррекционной обработки питательной и котловой воды в целях снижения содержания кислорода в питательной воде и регулирования щелочности в котловых водах, а также для перевода окислов железа котловых вод в шламовые формы и нейтрализации угольной кислоты в парах и конденсатах не эффективно - также, как и применение в аналогичных целях более традиционных способов коррекционной обработки воды.
2. Основная причина отмеченного выше создавшегося положения – плохая работа конденсаторов турбин и воздуходувок в отношении удаления кислорода и углекислоты из конденсата и деаэраторов в отношении удаления кислорода из питательной воды. Первое подтверждается высоким содержанием железа в пробах конденсата, второе подтверждается эксплуатационными данными о недогреве питательной воды в деаэраторах до температуры насыщения – не менее 100 оС.
Для нормализации работы этих аппаратов следует, прежде всего, их оборудовать пробоотборными точками с нормальным протоком и охлаждением проб и вести постоянный химический контроль за содержаниями кислорода и угольной кислоты. По результатам этого контроля необходимо обеспечить эффективную работу конденсаторов и деаэраторов в отношении удаления неконденсирующихся газов: кислорода в питательной воде, кислорода и свободной углекислоты в конденсатах турбовоздуходувок и турбин.
3. Весьма существенную роль в величине газовой составляющей теплоносителя, влияющей негативно на содержание в нем железа и на эффективность его коррекционной обработки, а также в величине солесодержания питательной и котловых вод играет размер подпитки котлов химочищенной водой, который по результатам проведенных оценок может быть значительно сокращен.
Прежде всего это касается снижения размера непрерывной продувки котлов, достигающего на данный момент 15 и более процентов от паропроизводительности котлов. Согласно результатам проведенных экспериментов этот размер может нормально контролироваться и регулироваться только при наличии расходомеров на линиях продувочной воды всех котлов. Слишком большой размер продувки дестабилизирует работу котлов и вносит большое количество примесей (газовых составляющих и солей) в пароводяной цикл. В связи с этим размер непрерывной продувки свыше 6% от выработки пара не целесообразен, а при дальнейшем сокращении подпитки за счет уменьшения потерь и невозвратов теплоносителя этот размер может быть уменьшен ориентировочно до 3%.
О том, что такие резервы для сокращения потерь теплоносителя и, соответственно, размера подпитки котлов имеются, причем значительные, свидетельствуют балансовые оценки расходов теплоносителя, проведенные по эксплуатационным данным.
4. Существующие на данный момент предложения сторонних организаций по коррекционной обработке теплоносителя и по реконструкции ХВО характеризуются отсутствием системного подхода к проблемам и оценкам реальных возможностей ведения ВХР. В целом, этот вопрос требует специального анализа водопотребления и требуемого качества химочищенной воды для всех подразделений ЕМЗ, исходя из которого (анализа) должны приниматься меры по коррекционной обработке воды и реконструкции ХВО. Более подробно эти вопросы рассмотрены в разделах 2 и 3 и в Приложении В.
5. Из положительных моментов ведения ВХР в период проведения наших работ на ТЭЦ ПВС (2010 г.) можно отметить относительно низкое значение жесткости питательной воды – 2-7 мкг-экв/кг при дейсвующей норме 10 мкг-экв/кг; достаточно низкое солесодержание паров – 0,16-0,20 мг/кг при норме 0,25 мг/кг, в т.ч. при сокращении продувки на котле №7 до уровня 4-7 процентов от паровой нагрузки котла (по расходомеру на линии непрерывной продувки). Удалось также под нашим контролем совместно и по согласованию с работниками «Технохимреагента» (поставщик КР) стабилизировать содержание фосфатов в котловой воде и, соответственно, свести практически до нуля жесткость котловой воды.
6. По характеру отложений в пароперегревателях (в основном это окислы железа) можно предположить, что в период пусков котлов происходит резкое увеличение содержания железа в котловых водах (это обычное явление при пусках котлов), а также то, что при некоторых нарушениях пускового режима происходит заброс в пароперегреватели котловой воды и, как следствие, осаждение в пароперегревателях примесей котловой воды. Далее в режиме прохождения через пароперегреватели влажного пара происходит, в большей или меньшей мере, вымывание из пароперегревателя водорастворимых солей, а нерастворимые окислы железа полностью остаются на внутренней поверхности пароперегревательных труб.
Выяснение этих важных вопросов, связанных с пусковыми режимами котлов, требует выполнения соответствующих работ с привлечением специалистов нужного профиля – например, химиков и котельщиков ДонОРГРЭС.
РЕКОМЕНДАЦИИ
1. В первую очередь необходимо оборудовать пробоотборные точки конденсата и питательной воды после деаэраторов, обеспечить нормальную работу этих точек (охлаждение и проток среды) и химический контроль. По результатам химконтроля обеспечить эффективную работу конденсаторов турбин и турбовоздуходувок и деаэраторов питательной воды.
2. Установить достаточное количество насосов-дозаторов фосфатов (не менее двух: 1 – в работе, 2-й – в резерве), с регулируемым расходом дозирования.
3. Оборудовать исправными расходомерами непрерывной продувки все котлы.
4. Рассмотреть возможности и принять меры по сокращению потерь теплоносителя и размера подпитки котлов химочищенной водой согласно положениям разделов 2 и 3.
5. В свете реализации предыдущих мер рассмотреть вопросы рациональной коррекционной обработки, а также необходимых размера подпитки и качества химочищенной воды для подпитки котлов.
6. Провести анализ размеров водопотребления и требуемого качества химочищенной воды для всех подразделений ЕМЗ. На базе этого анализа принять решение о реконструкции ХВО.
7. Для выяснения вопросов, связанных с пусковыми режимами и заносом отложениями пароперегревателей котлов, выполнить соответствующие работы с привлечением специалистов нужного профиля – например, химиков и котельщиков ДонОРГРЭС.
8. Для ведения химконтроля в полном объеме, согласно графику, доукомплектовать экспресс-лабораторию приборами ручного химконтроля.
9. Рекомендуем также разработать технологическую инструкцию по ведению ВХР (собственными силами или с привлечением сторонних организаций) с учетом замечаний, представленных в разделе 1.5.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1. Технологическая инструкция по ведению водно-химического режима ТЭЦ ПВС ОАО «ЕМЗ» с использованием комплексных реагентов на основе аминов и диспергантов. Разработка ООО «Технохимреагент».
2. ГКД 34.20.507-2003 Техническая эксплуатация электрических станций и сетей. Правила. К.: Объединение энергетических предприятий "Отраслевой резервно-инвестиционный фонд развития энергетики", 2003 – 629 с.
3. РД 34.37.522-88 «Методические указания по коррекционной обработке питательной и котловой воды барабанных котлов давлением 3,9-13,8 МПа».
4. Н.А.Мещерский. Эксплуатация водоподготовок в металлургии. Государственное научно-техническое издательство литературы по чёрной и цветной металлургии. М.: 1958 – 515 с.
5. Описание технологического процесса. Проект на реконструкцию энергохозяйства. Этап №1. Этап №2. ГидроТехИнжиниринг.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗОВ ПО ТРАКТУ ХВО 1, 2
Таблица Б.1 – Результаты анализов по тракту ХВО 1
Таблица Б.2 - Результаты анализов по тракту ХВО 2
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ЗАМЕЧАНИЯ К ПРОЕКТАМ РЕКОНСТРУКЦИИ ХВО ЕМЗ
Прежде всего, это не анализ проекта (что является довольно трудоемкой работой), а только самые общие соображения.
По первому этапу реконструкции - проект ГидроТехИнжиниринг
Принципиальная схема достаточно стандартная и соответствует существующей схеме ХВО:
- известкование и флокуляция в осветлителях;
- механическая фильтрация;
- двуступенчатое натрий-катионирование.
За счет использования натрий-катионитовых фильтров с противоточной регенерацией предполагается сокращение удельных расходов соли и, соответственно, сбросов засоленных вод на 25-40%.
Нижняя граница сокращения сбросов (на 25%) представляется вполне реальной в принципе. Однако надо иметь ввиду, что фильтры с противоточной регенерацией сложнее в обслуживании в сравнении с фильтрами с прямоточной регенерацией. В первом случае требуется либо более высокий уровень автоматизации регенераций и, соответственно, более высокий уровень подготовки специалистов по КИП и автоматизации, либо более высокий уровень подготовки технологов по водоподготовке (или то и другое одновременно).
По второму этапу реконструкции - проект ГидроТехИнжиниринг
Схема реконструкции ХВО предполагает:
- коагуляцию без известкования (гипохлорид Na, флокулянт и коагулянт);
- осветление на механических фильтрах;
- Н-катионирование;
- декарбонизацию;
- натрий-катионирование первой ступени;
- натрий-катионирование второй ступени.
Согласно приведенным данным, общая жесткость и щелочность исходной воды будут находиться на уровне 8 и 5,5 мг-экв/л. Ожидаемые жесткость и щелочность осветленной воды в схеме без известкования, в этом случае, останутся на уровне, близком к исходному.
Н-катионирование после обработки воды в осветлителях и на механических фильтрах должно осуществляться на фильтрах, загруженных слабокислотным катионитом С-104С. Здесь надо иметь ввиду, что работа с такими фильтрами сложнее, чем с натрий-катионитовыми фильтрами. Назначение этих фильтров - переводить бикарбонаты и карбонаты натрия в форму Н2СО3. Таким образом, щелочность, создаваемая бикарбонатами и карбонатами, сначала нейтрализуется, затем удаляется в виде СО2 в декарбонизаторе. В результате солесодержание воды, выраженное в мг-экв/л, понижается на величину исходной щелочности и оно может быть несколько ниже, чем в схеме по первому этапу реконструкции ХВО.
Опасность представляют проскоки кислотной среды в химочищенную воду, поэтому должны хорошо и надежно работать натрий-катионитовые фильтры первой и, в особенности, второй ступени. Основное достоинство этой схемы в том, что при нормальной работе установки резко уменьшается поступление соединений углекислоты в пароводяной цикл ТЭЦ, которые в котле разлагаются и переходят в пар, затем в конденсаты турбин, воздуходувок и т.д. в виде коррозионно агрессивной свободной углекислоты. Однако и рН химочищенной воды при этом резко понижается в сравнении с существующей схемой, что создает коррозионно агрессивную среду для питательного тракта. Поэтому при реализации рассмотренной схеме обязательно должно быть организовано и стабильно работать аминирование питательной воды (или, как вариант, аминирование подпиточной воды).
Главный возможный недостаток в реализации рассмотренной схемы - это усложнение обслуживания установки (кислотное хозяйство, Н-фильтры, декарбонизация, нейтрализация кислых стоков), а также возрастание рисков разного рода технологических нарушений, связанных с обслуживанием установки. Здесь следует иметь ввиду, что при плохой работе декарбонизаторов (а такое на ТЭС случается довольно часто) количество соединений углекислоты, поступающих в пароводяной цикл, может не только не уменьшиться, но даже и резко возрасти (за счет того, что эти соединения не осаждались известью в осветлителях); при этом произойдет понижение рН питательной воды и конденсатов, которое уже будет невозможно нейтрализовать аминированием воды. Кроме того, при плохой работе декарбонизаторов возрастет нагрузка на натрий-катионитовые фильтры из-за увеличивающегося обмена водородных ионов на натрий и, соответственно, возрастут солевые сбросы и солесодержание химочищенной воды. Но если в этой схеме сохранить известкование, то уменьшается нагрузка по удалению СО2 на декарбонизаторы воды и сокращаются кислые сбросы ХВО. В любом случае, известковое хозяйство должно быть сохранено. По крайней мере до тех пор, пока рассматриваемая схема без известкования покажет свою целесообразность по отношению к водно-химическому режиму, а также ее безусловную работоспособность в условиях ТЭС ПВС.
Помимо высказанных выше соображений, следует также иметь ввиду, что любое усложнение схемы водоприготовления может проявить свои преимущества только при одновременном повышении уровня квалификации обслуживающего персонала.
В предоставленных нам материалах ГидроТехИнжиниринга нет сведений о роде коагулянта и его использовании в условиях отсутствия известкования воды. В целом, рассмотренную схему целесообразно сначала опробовать в лабораторных условиях на имитатах, чтобы предварительно оценить ее особенности и работоспособность.
Начальник химслужбы ДонОРГРЭС А.А. Сотников
Ведущий инженер ДонОРГРЭС Н.Г. Протасов
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗОВ ПО ОПРЕДЕНИЮ рН, ЖЕСТКОСТИ И ФОСФАТОВ (общих)
Таблица Б.3 - Результаты анализов по опредению рн, жесткости и фосфатов (общих)
Эти и другие многочисленные данные можно найти в отчете (ссылка в начале статьи)