CC BY
6
особенности лесного покрова, отличающиеся высокой продуктивностью, долговечностью и устойчивостью.
Выводы
1 Лесные генетические резерваты служат основной базой для сохранения лесного генетического фонда и являются основой для лесной селекции. Их восстановление, сохранение и дополнительное выделение является наиболее важным направление в работе по сохранению генофонда лесов.
2 Природно-экологический каркас территории должен включать сеть лесных генетических резерватов, играющих роль ключевых ботанических элементов.
3 Придание лесным генетическим резерватам статуса ООПТ облегчит решение задачи сохранения генетического фонда лесообразующих видов и сохранения всего экосистемного комплекса, сформированного в границах резерватов.
4. Необходимо совершенствование институциональных условий по сохранению лесных генетических ресурсов:
- разработка федеральной программы и региональных программ восстановления и сохранения генетических ресурсов;
- оптимизация существующих систем лесопользования и воспроизводства лесов с целью создания благоприятных условий для естественного лесовозобновления как одного из способов решения данной проблемы;
- подготовка и принятие новой редакции «Положения о сохранении генетического фонда древесных пород в лесах России».
УДК 621.181-7
Кувардина Е.М., к.т.н.
доцент
кафедра «Теплогазоводоснабжение» Федоров С.С., к.т.н.
доцент
кафедра «Теплогазоводоснабжение» Юго-Западный государственный университет
Россия, г. Курск
ВОДОПОДГОТОВКА В КОТЕЛЬНЫХ НА ОСНОВЕ МЕМБРАННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
Статья посвящена проблеме водоподготовки котельных различных предприятий и теплоэнергоцентралей, как необходимому технологическому процессу, обеспечивающему успешный ввод в эксплуатацию специализированного оборудования, систем отопления помещений жилищного фонда ЖКХ. Рассмотрены мембранные технологии, применяемые в системах водоподготовки подпиточной воды
теплогенерирующего оборудования жилых и общественных зданий.
Ключевые слова: водоподготовка, теплоснабжение, котельные, мембраны, ресурсосбережение, очистка.
WATER TREATMENT IN BOILER ROOMS ON THE BASIS OF MEMBRANE TECHNOLOGIES
Article is devoted to a problem of water treatment of boiler various enterprises and heatpower main lines as to the necessary technological process providing successful commissioning of the specialized equipment, systems of heating of rooms of housing stock of housing and public utilities. The membrane technologies applied in systems of water treatment of make-up water of the heatgenerating equipment of residential and public buildings are considered.
Keywords: water treatment, heat supply, boiler rooms, membranes, resource-saving, cleaning.
В настоящее время большинство котельных несут большие материальные затраты на водоподготовку за счет ежегодно возрастающих тенденций: рост тарифов за водопользование, ухудшение качественных показателей воды, в источниках пригодных для промышленного использования, ужесточение нормативов [1] по количественным и качественным показателям для сбрасываемых стоков, возрастание требований к качеству обработанной воды, используемой в технологическом цикле. Проблемы энергосбережения [2-3], повышения энергетической эффективности [4-5] и надежности [6] в системах ЖКХ всегда стоят довольно остро.
Качественная водоподготовка является гарантом безаварийной работы котлов котельной и другого теплового оборудования в течение всего производственного цикла и отопительного сезона.
Вода в котельную, как правило, подается или из автономных источников (искусственных водозаборов), или из природных источников (рек, прудов и т.д.). Основным негативным свойством этих вод является так называемая «жесткость». Причем жесткость поверхностных вод, как правило, меньше жесткости вод подземных. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой.
Понятие жесткости воды принято связывать с катионами кальция (Са2+) и в меньшей степени магния (Mg2+). В действительности, все двухвалентные катионы в той или иной степени влияют на жесткость. Они взаимодействуют с анионами, образуя соединения (соли жесткости) способные выпадать в осадок, образующий на внутренней поверхности котла слой накипи. Толщина слоя накипи в 1 мм влечет за собой перерасход 5-8% топлива, а некачественная водоподготовка (или ее отсутствие) может
привести к снижению к.п.д. системы на 15-30%.
Загрязнение теплообменных поверхностей накипными отложениями не только снижает эффективность работы котельной и требует периодической остановки для проведения очистки котлов и другого теплообменного оборудования, но и вызывает цепочку экономических потерь при производстве, транспортировке и потреблении тепла.
Основой современных подходов к решению задач по водоподготовке в котельных являются мембранные технологии, позволяющие снизить материальные издержки, при получении деминерализованной или умягченной воды. К ним относятся - ультра- (УФ), нанофильтрация (НФ), обратный осмос (ОО), мембранная дегазация (МДГ) и электродеионизация (ЭДИ).
Применение обратного осмоса обеспечивает значительно более глубокое удаление органических веществ, особенно техногенного характера, по сравнению с классическими схемами, что приводит к снижению коррозионных процессов основного технологического оборудования ТЭЦ.
Внедрение этой технологии позволяет отказаться от потребления кислоты и щелочи, сократить стоки и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.
Перспективным техническим решением является замена осветления поверхностных вод методом известкования с коагуляцией на обработку воды методом ультрафильтрации, с последующим обессоливанием обратным осмосом. Такое техническое решение было реализовано ООО «Воронеж-Аква» при реконструкции Орловской ТЭЦ.
Отличительной особенностью данного технического решения является то, что промывные воды с установки ультрафильтрации направляются в отстойники. В качестве отстойников используются выведенные из эксплуатации осветлители. В отстойниках промывочная вода с установки ультрафильтрации отстаивается и возвращается в исходную воду, а шлам сбрасывается в шламонакопитель. Такое техническое решение позволило повысить конверсию на установке ультрафильтрации до 92^95%[7-8].
Благодаря применению метода ультрафильтрации, помимо резкого сокращения количества стоков и потребления реагентов, резко повысилось качество предварительно очищенной воды по содержанию взвешенных веществ (в 100-150 раз), коллоидных веществ (в 10^15 раз), соединений железа (в 12^15 раз), цветности и мутности (в 100 и 130 раз соответственно).
Для подготовки воды котлов небольшой мощности применяются различные схемы водоподготовки. В зависимости от качества исходной воды и требований к питательной воде, схема может включать следующие операции: - предварительная очистка воды (снижение содержания органических веществ, взвесей, железа, при необходимости реагентное умягчение); - натрий-катионирование, водород-катионирование с "голодной регенерацией", параллельное и последовательное водород-натрий-
катионирование; - ионообменное обессоливание; - обессоливание методом обратного осмоса; - декарбонизация и деаэрация; - комплексная обработка; -коррекционная обработка для предотвращения процессов коррозии, отложений и накипеобразования; - другие методы и различные варианты их сочетания.
Перечисленные технологии и их комбинации широко применяются при разработке систем подготовки питательной воды паровых котлов среднего и высокого давления.
На рис.1 приведены зависимости себестоимости первой ступени очистки воды, поступающей в котельную с помощью мембранных технологий от величины выхода фильтрата [9-10].
Выход фильтрата, %
Рис. 1. Определение оптимальных параметров себестоимости очистки: а - себестоимость в зависимости от величины выхода фильтрата; 1 - БЬК; 2
- КБ 90; 3 - КЕ70; б - влияние качества воды на величину выхода фильтрата; 1 - себестоимость; 2 - качество фильтрата; о - КЕ 70; А - КБ 90;
□ - БЬК
Исследования проводились на нанофильтрационных мембранах марок BLN, КЕ90 и КЕ70 [3,4].
Мембранные технологии требуют высокого расхода воды на собственные нужды (от 35 до 50% расхода фильтрата). Разработанные программы [11] по прогнозированию состава фильтрата мембранных установок позволяют определить концентрации различных загрязнений в фильтрате в зависимости от соотношения расхода фильтрата и концентрата.
Данные приведенные на рис. 1 еще раз подтверждают, что правильный подбор материала мембран делает мембранную технологию энергосберегающей, позволяющей использовать вторичные водные ресурсы в условиях высокой платы за воду.
На рис. 2 а, б показаны зависимости качества фильтрата от его выхода. Чем ниже селективность мембран (рис. 2, а), тем хуже качество очищенной воды по заданному типу загрязнений.
а)
г
I ё
Л ООО
900
воо
700
200
—""^3
е )
■ /
/
/ / Возврат ф ильтрата
3 7 Г 1
4 6 8 12
Кратность концентрирования
16
50
75 87 92
Выход фильтрата. %
Рис. 2. Определение максимально возможной величины выхода фильтрата в зависимости от типа мембран а - изменение качества фильтрата в зависимости от величины выхода фильтрата; б - зависимость солесодержания концентрата от выхода фильтрата при использовании различных типов мембран; 1 - КБ 70; 2 - КБ 90; 3 - БЬК По содержанию солей в концентрате (рис.2,б) кратность концентрирования исходной воды может быть доведена до значения 14-16, и наоборот, для низконапорных обратноосмотических мембран качество фильтрата остается высоким при любых значениях выхода фильтрата, а максимальная кратность концентрирования исходной воды составляет не более 5. Чем выше паспортное значение селективности мембран по солям, тем большей степени очистки можно добиться.
Приведенные зависимости на рисунках 1 и 2 иллюстрируют подбор оптимальных параметров работы мембранных установки (типа мембран, стоимости установки, величины выхода фильтрата), используемых в котельных средних и малых мощностей для водоподготовки.
Использованные источники:
1. Fedorova, P.S. Technologies of growth in urban development programs of the cities in eu countries and Russia / P.S. Fedorova // Modern Science. 2016. № 10. С. 46-50.
2. Федоров, С.С. Алгоритм автоматического управления приводом системы отопления зданий и сооружений / С.С. Федоров, В.Н. Кобелев, Д.Н. Тютюнов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5-2 (38). С. 355-359.
3. Федоров, С.С. Системы автоматического регулирования параметров теплоносителя отапливаемых зданий* / С.С. Федоров, Н.С. Кобелев, Д.Н. Тютюнов и др. // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2010. № 4. С. 111-115.
4. Федоров, С.С. Регулирование параметров микроклимата зданий и сооружений в зависимости от теплопроводности строительных конструкций / С.С. Федоров, Н.С. Кобелев, А.М. Крыгина, Д.Н. Тютюнов // Вестник МГСУ. 2011. № 3-1. С. 415-420.
5. Федоров, С.С. Математическая модель управления приводом системы отопления зданий и сооружений / С.С. Федоров, Н.С. Кобелев, Д.Н. Тютюнов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2010. № 4. С. 3541.
6. Клюева, Н.В. Методика расчета деформативности стержневых железобетонных составных конструкций с использованием программного комплекса «МИРАЖ-2014» / Н.В. Клюева, И.С. Горностаев, В.И. Колчунов, И.А. Яковенко // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 10. С. 21-26.
7. E.M. Kuvardina, F.F. Niyazy, R.Y. Deberdeev, G.E. Zaikov, and N.V. Kuvardin. The influence of polyamide membranes on ultrafiltration process productivity// Physical Chemistry Research for Engineering and Applied Sciences. Polymeric Materials and Proctssing. V.2: bound. QD453.3.P49. 2015. P.158-165.
8. E.M. Kuvardina, F.F. Niyazy, B.A.Howell, G.E. Zaikov, and N.V. Kuvardin. A research note on influence of polysulfonamide membranes on the productivity of ultrafiltration processes // Physical Chemistry Research for Engineering and Applied Sciences. Principles and technological implications. V. 1: bound. QD453.3.P49. 2015. P. 226-232.
9. Кувардина Е.М., Ниязи Ф.Ф., Дебердеев Р.Я., Заиков Г.Е., Кувардин Н.В. Влияние полиамидных мембран на производительность процессов ультрафильтрации. //Вестник Казанского технологического университета. Т.17, №3. 2014. С 131-135.
10.Кувардина Е,М., Локтионова О.Г., Влияние физического состояния материала мембран на производительность процессов виброультрафильтрации многокомпонентных растворов. / Е.М.Кувардина, О.Г. Локтионова. Известия ЮЗГУ. №4 (43). Часть 2. 2012.С. 218-221.
11.Кувардина Е.М. Перспективы мембранных технологий очистки многокомпонентных растворов: монография. / Е.М. Кувардина. Юго-Зап. гос. Ун-т. Курск 2012. 123 с. ISBN 978-5-7681-0705-5.
УДК 621.165
Кувшинов Н.Е. магистрант 2 курса кафедра «ЭМС» институт теплоэнергетики ФГБОУВО «КГЭУ» Россия, г. Казань ОСНОВНЫЕ КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ СОВРЕМЕННЫХ ПАРОВЫХ ТУРБИН
В статье рассматриваются основные классификационные признаки современных паровых турбин. Анализируется широкий спектр использования и технического многообразия паровых турбин.
Ключевые слова: паровые турбины, классификационные признаки, тепловые электрические станции.
MAIN CLASSIFICATION SIGNS OF MODERN STEAM TURBINES
Kuvshinov N.E.
In article the main classification signs of modern steam turbines are considered. The wide range of use and technical variety of steam turbines is analyzed.
Keywords: steam turbines, classification signs, thermal power plants.
Паровая турбина является силовым двигателем, в котором потенциальная энергия пара превращается в кинетическую, а кинетическая энергия в свою очередь преобразуется в механическую энергию вращения вала. Вал турбины может соединяться с рабочей машиной или генератором. В зависимости от назначения рабочей машины паровая турбина может быть применена в самых различных областях промышленности: в энергетике, на транспорте, морском судоходстве и т.д.
Паровая турбина является основным типом теплового двигателя на современной тепловой электростанции и в том числе атомной. Паровая турбина обладает большой быстроходностью, отличается сравнительно малыми размерами и массой и может быть построена на очень большую мощность (более 1000 МВт), превышающую мощность какой-либо другой машины. Вместе с тем у паровых турбин хорошие технико-экономические показатели: относительно небольшая удельная стоимость, высокая экономичность, надежность и ресурс работы, составляющий десятки лет.
В зависимости от конструктивных особенностей, характера теплового процесса и использования в промышленности существуют различные признаки классификации паровых турбин. Рассмотрим 8 основных признаков
