CC BY
14УДК 62
Г.Н. Хайруллина
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕМБРАННЫХ ФИЛЬРОВ НА СТАДИИ ВОДОПОДГОТОВКИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ
В статье рассмотрена система водоподготовки на ТЭЦ. С целью повышения степени очистки воды для подпитки котлов, а также экологической безопасности предложено внедрение мембранных фильтров.
Ключевые слова: теплоэнергетика, водоподготовка, установка микрофильтрации, обратный осмос, мембрана, парогазовые установки (ПГУ).
Наиболее сильными и опасными источниками воздействия на природу являются промышленные объекты. Любое промышленное предприятие в определенной степени изменяет природную геосистему, в которую оно вписано, природные комплексы частично или полностью утрачивают прежние свои свойства. Разнообразие воздействий проявляется в загрязнении воздуха, почв; нарушении земель, уничтожении растительного покрова и т.д.
Воздействие предприятий на окружающую среду имеет комплексный характер. Выявление воздействий на окружающую среду каждого из видов с определением качественных и количественных характеристик позволяет более обоснованно оценить взаимосвязи природной промышленной системы с природной и окружающей средой.
На тепловых электростанциях применяются различные методы обработки воды, однако в основном их можно разделить на безреагентные, или физические методы и методы, в которых используются различные препараты (химические реагенты). Безреагентные (физические) методы применяются и как отдельные этапы в общем технологическом процессе обработки воды, и как самостоятельные методы, обеспечивающие получение воды требуемого качества.
Химически подготовленная вода является, по существу, исходным сырьем, которое после надлежащей обработки (отчистки) используется для следующих целей: а) в качестве исходного вещества для получения пара в котлах, парогенераторах, испарителях, паропреобразователях; б) для конденсации отработавшего в паровых турбинах пара; в) для охлаждения различных аппаратов и агрегатов станции; г) в качестве теплоносителя в тепловых сетях и системах горячего водоснабжения. [1]
К воде, используемой на предприятиях теплоэнергетики при выработке электроэнергии и тепла, предъявляются особые требования по степени ее чистоты. В то же время процесс ее очистки должен быть экономически выгоден и экологически безопасен.
Выбор технологий и оборудования для предварительной очистки воды определяет дальнейшую эффективность и надежность всего процесса.
Водоподготовка предназначена для подготовки воды высокого качества, которая используется установками предприятия для получения конечного продукта. Целостность оборудования и долгий срок службы значимые факторы эффективности работы оборудования. Поэтому особое внимание уделяется процессу подготовки воды для подпитки котлов.
В настоящее время на предприятиях осуществляется традиционная предварительная очистка воды - это фильтрование через антрацит или песок на механических фильтрах и последующее осветление на осветлителях.
Недостатками процесса являются обширные занимаемые территории, износ оборудования, расходы на электроэнергию и реагенты для коагуляции в осветлителях. [2]
© Г.Н. Хайруллина, 2014.
Научный руководитель - Р.Н. Апкин, кандат географических наук, доцент.
Вестник магистратуры. 2014. №3(30). Том I
ISSN 2223-4047
В последнее время мембранная технология становится перспективным способом при очистке сточных вод. Очистка сточных вод с использованием прогрессивной мембранной технологии применяется в комплексе с традиционными способами, для более глубокой очистки стоков и возврат их в производственный цикл.
Под воздействием внешнего давления исходная вода, продавливаясь через поры мембраны, разделяется на два потока: фильтрат (очищенная вода) и концентрат (сконцентрированный раствор примесей). Характер задерживаемых примесей зависит от размера поры мембраны. Примеси, размер которых превышает размер пор мембраны, физически не могут проникнуть через мембрану.
Мембранные методы очистки воды классифицируются по размерам пор мембран:
- микрофильтрация воды (размер пор мембраны 0,1 - 1,0 мкм);
- ультрафильтрация воды (размер пор мембраны 0,01 - 0,1 мкм);
- нанофильтрация воды (размер пор мембраны 0,001 - 0,01 мкм);
- обратный осмос (размер пор мембраны около 0,0001 мкм)
Мембранные установки очистки воды являются продуктом высоких технологий, в основу которого заложен натуральный природный процесс фильтрации воды. Основной фильтрующий элемент такой установки - полупроницаемая мембрана (картридж). Эта мембрана имеет пористую структуру.
Основное назначение - задерживает мелкие взвеси (коллоиды), высокомолекулярную органику, бактерии и вирусы размером свыше 0,01.. .0,1 микрон.
По моим исследованиям можно сделать вывод, что если установлены установки обратного осмоса, то на предварительной очистке воды нельзя ставить традиционную технологию, т.к. мембранная фильтрация является более глубоким методом очистки.
Наиболее эффективно будет использования установок микрофильтрации.
Следует отметить следующие преимущества мембранных технологий:
- стабильно высокое качество очищенной воды;
- мембрана, в отличие от водоочистных систем засыпного типа не накапливает внутри себя примеси, что исключает вероятность их попадания в очищенную воду;
- низкие эксплуатационные затраты;
- экологическая безопасность - отсутствие химических сбросов и реагентов;
- минимальное внимание со стороны пользователя;
- компактность.
Блок мембранных установок на базе ультрафильтрации и на базе обратного осмоса предназначен для очистки низкоактивных прачечных вод химико-металлургических производств от альфа-активных нуклидов, ПАВ и минеральных солей с целью возврата очищенной воды в технологию, а грязного концентрата - на захоронение. [3]
По проведенным экономическим расчетам, можно сделать вывод, что установка микрофильтрации требует низкое потребление электроэнергии и низкий расход химических реагентов. Данная установка позволяет очищать воду от взвешенных веществ, бактерий, вирусов, т.е. вода получается довольно высокого качества.
Блок мембранных установок на базе микрофильтрации и обратного осмоса необходим для тепловых электростанций, на которых ведется строительство новых парогазовых установок, работающих с более высоким коэффициентом полезного действия (более 50%), чем традиционные паровые турбины (около 40%). Это вызвано тем, что в них предъявляются жесткие требования к чистоте теплоносителя - воды, например, по общему органическому углероду, что может быть достигнуто только при использовании мембранных методов водоподготовки.
Все это, а также большая экологическая безопасность мембранных методов водоподго-товки, исключающих использование большого количества реагентов, делает их перспективными для теплоэнергетики.
Библиографический список
1. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, издательство ОРГРЭС, Москва 2003 г.
2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. 496 с.
3. Журнал «Энергетика Татарстана» № 4(20) 2020.
ХАЙРУЛЛИНА Гулия Надиловна - магистрант, Казанский государственный энергетический университет.
