CC BY
34SCIENTIFIC PROGRESS VOLUME 2 I ISSUE 2 I 2021
ISSN: 2181-1601
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ МЕТОД ПОДГОТОВКИ ВОДЫ НА ТЭЦ
Ноила Хуснитдиновна Кучкарова
Докторант, Ташкентского государственного технического университета имени
Ислама Каримова
АННОТТАЦИЯ
В данной статье рассматривается вопросы передачи теплоты топлива нагреваемому водяному пару, которое применяется в качестве рабочего тела в паротурбинных установках для выработки электрической энергии. Также исследована влияние шлама на процесс передачи теплоты, в частности влияние солевых отложений в пароперегревателя снижающие температуру перегрева пара, которое в конечном итоге приводит к уменьшению КПД тепловых установок. Даны рекомендации по повышению производительности энергетических установок за счёт применение Н-Ыа-катионитовых фильтров.
Ключевые слова: теплоноситель, конденсат, питательный насос, шлам, вторичная накипь, солевые отложения, катионы жесткости, жёсткость и кислотность воды, жесткость фильтрата, Н-Ыа-катионитовые фильтры, допустимая остаточная щелочность воды.
ENERGY-SAVING WATER TREATMENT METHOD FOR CHP
Noila Khusnitdinovna Kuchkarova
Doctoral student, Tashkent State Technical University named after Islam Karimov
ABSTRACT
This article deals with the transfer of fuel heat to heated water vapor, which is used as a working fluid in steam turbine plants to generate electrical energy. The influence of sludge on the heat transfer process, in particular, the effect of salt deposits in the superheater, reducing the temperature of steam superheating, which ultimately leads to a decrease in the efficiency of thermal installations, has also been investigated. Recommendations are given for increasing the performance of power plants due to the use of H-Na-cation exchange filters.
Keywords: heat carrier, condensate, feed pump, sludge, secondary scale, salt deposits, hardness cations, water hardness and acidity, filtrate hardness, H-Na-cation exchange filters, permissible residual alkalinity of water.
Современное развитие тепловой и атомной энергетики, крупной нефтегазовой промышленности, производства удобрений и химикатов, а так же
SCIENTIFIC PROGRESS
VOLUME 2 I ISSUE 2 I 2021 ISSN: 2181-1601
многих других областей индустрии требует применения огромного количества различных ресурсов, в том числе и водных. Вода используется как теплоноситель, компонент для приготовления и разбавления, охлаждения. Каждое отдельное производство или технология требуют получения воды определенного качества [1].
На ТЭЦ отработавший в паровых турбинах пар с давлением 8-13 атм. направляется к потребителям за пределы станции, где используется на производственные нужды предприятия, с давлением 1,2 - 2,5 атм. - направляется для станционных теплофикационных нужд, после прогрева сетевой воды охлажденный и сконденсировавшийся пар, называемый конденсатом, откачивается конденсатными насосами в деаэраторы ДСА, откуда питательными насосами подается обратно в котлы. Расход пара отпущенный на производственные нужды предприятий, восполняется подпиткой химически обессоленной водой [2,3].
Обращаясь в рабочем цикле теплоэлектроцентрали, вода и пар всюду соприкасаются с металлом котлов, паровых турбин, конденсатора, ПСВ и образуют вторичную накипь, называемая шламом. Последний может задерживаться в местах малой циркуляции в воде рыхлых отложений, а также может затем прикипать к поверхности нагрева с образованием вторичной накипи, приводя к нарушению основного процесса в котле, процесса передачи тепла сжигаемого топлива испаряемой воде .
Несмотря на высокую температуру в топке котлов, доходящую до 1300-1500оС и выше, температура стенки труб из-за хорошей теплопроводности металла не успевает достигнуть опасных величин порядка 600оС и выше, в которой снижается механическая прочность металла.
Обычно накипь в 40 с лишним раз хуже проводит тепло, чем сталь. При этом, если учесть пористость накипи и низкую теплопроводность находящегося в этих порах воздуха, то это различие между сталью и накипью еще более увеличится. Накипь становится преградой между металлом и водой, снижающей передачу тепла от металла к воде и приводит к повышению температуры стенки металла и перерасходу топлива. Появляется возможность образования выпучин, отдулин и даже свищей [4].
Образование шлама в котловой воде опасно не только потому, что может образоваться вторичная накипь, но и потому, что является одной из причин вспенивания котловой воды и уносаее с паром. Пар становится влажным и образуются солевые отложения на внутренней поверхности пароперегревателя, что уменьшает проходное сечение трубок перегревателя, ухудшает теплопередачу и снижает температуру перегрева пара. Даже самые незначительные солевые отложения приводят к снижению мощности ТЭЦ.
SCIENTIFIC PROGRESS
VOLUME 2 I ISSUE 2 I 2021 ISSN: 2181-1601
Очень большое значение в образовании отложений в цикле ТЭЦ имеет методы подготовки воды на ВПУ.
При Н-катионировании 1 катионы жесткости из воды поглощаются катионитом, а взамен в воду поступают катионы водорода, обуславливающие кислую реакцию фильтрата: Ca2+ + 2HR = CaR2 + 2H+ , Mg2+ + 2HR = MgR2 +
2H+ .
Вследствие чего в начале процесса жесткость фильтрата близка или равна нулю, а кислотность - максимальная, а в конце процесса они будут равны жесткости и кислотности исходной воды.
При Na-катионировании воды происходит обмен катионов, находящихся в исходной воде на ион натрия, поэтому в начале процесса Na-катионирования жесткость фильтрата будет близкой или равной нулю, а в конце процесса она будет равна жесткости исходной воды, щелочность обрабатываемой воды не меняется:
2NaR + Ca2+ = CaR2 + 2Na+, 2NaR + Mg2+ = MgR2 + 2Na+ Широкому применению ионного обмена на ТЭЦ способствуют и неоспоримые преимущества этого метода: высокая производительность, обеспечение глубокой очистки воды практически от любых ионогенных соединений, простое аппаратурное оформление процесса, высокая надёжность очистки при переменных нагрузках
Производительность Н-Ыа-катионитовых фильтров
Водород-натрий-катионитовый способ применяется для удаления из воды катионов жесткости (кальция и магния) и одновременного снижения щелочности воды.
Расчетная производительность водоумягчительной установки
Q4 =190 мз/
Качество исходной воды из городского водопровода характеризуется следующими данными: общая жесткость Жо = 4,5 мг-экв/дм ; щелочность (карбонатная жесткость) Щ=2,3 мг-экв/дм ; количество взвешенных веществ не
3 2
более 5 - 8 мг/дм ; содержание ионов O 4
3 3 3
96 мг/дм , или 96:48.03 - 2 мг-экв/дм и ионов С1- 28,4 мг/дм , или 8,4:35,46 = 0,8 мг-экв/дм3.
Таким образом, сумма сульфатных и хлоридных ионов:
2 3
А = ( SO - + С1-) = 2,8 мг-экв/дм , т. е. не превышает допустимой величины 3-4 4
мг-экв/дм3
Содержание ионов натрия Ыа+ в воде составляет 14 мг/дм3, или
3 3
CNa = 14:23 = 0,6 мг-экв/дм - 1 мг-экв/дм . Uzbekistan www.scientificprogress.uz Page 1504
SCIENTIFIC PROGRESS VOLUME 2 I ISSUE 2 I 2021
ISSN: 2181-1601
-5
Допустимая остаточная щелочность умягченной воды Щоув = 0,35 мг-экв/дм .
Как отношение Жк : Ж = 2,3 : 4,5 = 0,51> 0,5, то по этому условию, равно и по другим показателям анализа исходной воды схему параллельного Н-катионирования. Расход воды, подаваемой на Н-катионитовые фильтры в час: QH -72,6 м3/ч или 38,2%.
REFERENCES
[1] Шаповалов Дмитрий Александрович Исследование и оптимизация режимов работы обратноосмотических установок в задачах построения впу для тэс диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2016,-143 c
[2] А.С. Копылов, Б.М.Лавыгин, В.Ф.Очков Водоподготовка в энергетике. Москва.Издательство МЭИ. 2003.;
[3] К.Э. Аронсон, С.Н. Блинков, В.И. Брезгин, Ю.М. Бродов, В.К. Купцов, И.Д. Ларионов, М.А. Ниренштейн, П.Н. Плотников, А.Ю. Рябчиков, С.И. Хает. ТЕПЛООБМЕННИКИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК. Учебное электронное издание, Екатеринбург, УрФУ, 2015 Электронный формат: html, Объем: 733 Mb
[4] Галкина, Н. К., Комарова, И. В., Прудковский, А. Г., & Хамизов, Р. Х. (2017). Математическое моделирование и расчет процесса деминерализации воды в промышленном фильтре Сообщение 1. Гидродинамика регенерации и отмывки промышленного фильтра. Сорбционные и хроматографические процессы, 17(1), 10-19.
[5] Айрапетян, Т. С., & Чуб, И. Н. (2020). Водоподготовка на предприятиях теплоэнергетики с использованием Na-катионитовых фильтров.
[6] Fidaev, D. T., Khunarov, A. M., & Kuchkarova, N. X. (2021). Air pollution and its consequences for human health. Academic research in educational sciences, 2(2).,7
[7] Adilov, T. T., Fidaev, J. T., Khunarov, A. M., & Kuchkarova, N. X. (2020). Use Of Natural-Territorial Resources In Solving Environmental Problems. The American Journal of Engineering and Technology, 2(11), 75-80.
