Кондиціювання води в енергетиці. Содування в підготовці додаткової води теплових мереж

8. Товщина відкладень

Відкладення накопичуються поступово в процесі роботи обладнання в опалювальний період. Для розрахунку середньої товщини відкладень потрібно знати продовжність опалювального періоду ц ф_от=4320 год, а також сумарну швидкість відкладень усіх домішок та густину відкладень.

д_от= ?j_і ф_от•10^-9/с_от , (8.29)

-для основного підігрівача

д_от= ?j_і ф_от•10^-9/с_от=(7335+9,88)•4320•10^-9/2,5=0,0127 мм

-для додаткового підігрівача

д_от= ?j_і ф_от•10^-9/с_от=(5046+9,35)•4320•10^-9/2,5=8,736*10^-3 мм

-для пікового підігрівача

д_от= ?j_і ф_от•10^-9/с_от=(0,247 +0,000584)•4320•10^-9/2,5=4,278•10^-7мм

де д_от- товщина відкладень , м; ?j_і - сума швидкостей відкладень солей жорсткості та окислів заліза, мг/(м²год); ф_от- довжина опалювального періоду , год; с_от - густина відкладень , г/см³( у першому наближені 2,5 г/см³.

д_от= ? д_от =0,0127+8,736*10^-3+4,278•10^-7= 0,0214 мм

9. Організація ВХР тепломереж

9.1 Проблеми організації ВХР тепломереж

Як і в інших випадках - організувати ВХР для тепломереж означає вести процеси таким чином, щоб звести до мінімуму відкладення та корозію та забезпечити довготривале функціонування обладнання тепломереж.

Головними проблемами є карбонатні та залізо-окисні відкладення та корозійні процеси. В пристроях тепломереж вірогідні лужноземельні відкладення (СаСО₃ ,СаSО₄ ) та їх суміші. Це визвано тим, що вода тепломереж повинна відповідати вимогам до «води для пиття» і таким чином вміщувати всі важливі для організму мінеральні солі, які присутні у природній воді. На другому місці стоять залізо-окисні відкладення, які утворюються внаслідок корозії труб тепломереж та корозії опалювальних приладів.

9.2 Попередження лужноземельних відкладень

Попередження лужноземельних відкладень забезпечується обробкою підживлювальної води тепломереж частіш за все її пом'якшенням, тобто виведенням з води іонів Са²⁺ та Мg²⁺ або їх заміною на іони Nа⁺.

Для цього використовуються наступні схеми:

- Вапнування з наступною корекцією рН.

- Н-катіонування з «голодною регенерацією».

- Nа-катіонування у іонообмінних фільтрах шляхом пропуску через шар іоніту в Nа формі.

- Комбіноване ( паралельне) Nа - та Н- катіонування.

- Підкислення з декарбонізацією та Nа-катіонуванням ( якщо немає небезпеки утворення СаSО₄ ).

- Освітлення та Nа - катіонування.

- Магнітна обробка води.

У процесі вапнування складаються умови для утворення твердої фази ( переважно СаСО₃ , частково Мg(ОН)₂), яка виводиться у вигляді шламу, а також що після вапнування значно підвищується рН ( до 10) , тому в випадку відкритої схеми теплопостачання обов'язково потрібно підкислювати оброблену воду.

Н-катіонування з «голодною регенерацією» передбачає використання Н-катіонітових фільтрів з особливим режимом регенерації. Докладно вивчений цей процесс Н.П.Субботіною та рекомендується для обробки вод гідрокарбонатного класу ( коли в складі аніонів переважають иони НСО₃^- ), слід зауважити, що переважна більшість прісних джерел України такого класу. Варіант схеми такого процесу наводиться на рис. 6.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6. Часткове Н - катіонування з буферним фільтром.

1- Н - катіонітовий фільтр, 2- буферний фільтр, 3 - декарбонізатор, 4- вентилятор, 5-бак обробленої води, 6- насос.

При Н - катіонуванні з «голодною регенерацією» регенерація здійснюється з недоліком кислоти ( Н₂SО₄) порівняно з звичайною регенерацією, витрати кислоти близькі до стихометричної потреби. Тому регенеруються тільки верхні шари іоніту. В якості іоніту використовується або сульфовугілля чи слабокислотнікатіоніти. Важливо, що регенерат та обмивні води мають рН близьке до нейтрального, тому що вміщують тільки солі. Такі стічні води безпечні для навколишнього середовища.

Буферний фільтр не допускає значного зниження кислотності фільтрату. Він не регенерується, заповнюється сульфовугіллям. Стан загрузки змінюється в залежності від стану фільтрату. При його високій кислотності в загрузці буферного фільтру можуть накопичуватись іони водню, які в інші періоди заміщують іони Са, що проскочили через перший фільтр.

Декарбонізатор видаляє СО₂, яке утворилося у воді внаслідок розкладу бікарбонат іону.

Nа - катіонування у іонообмінних фільтрах використовується на ТЕЦ де значні потреби у пом'якшеній воді. Процес відбувається шляхом пропуску води через шар іоніту в Nа формі, при цьому відбувається обмін іонів кальцію та магнію на іони натрію, шо знаходяться в матриці іоніту. Якщо використовується одна сходинка то жорсткість понижується до 0.1мг-екв/дм³.

При використанні двох сходинок можливо досягти жорсткості до 0,01 мг-екв/дм³. В якості іоніту можливо використовувати сульфовугілля чи слбокислотні іоніти. Регенерація ведеться розчином NаС?.

Комбіноване ( паралельне) Nа - та Н- катіонування забезпечує при змішуванні потоків зниження лужності Nа-катіонованої води та утворенню СО₂. Схема наводиться на рис. 7.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7. Варіант схеми обробки додаткової води тепломережі.

1- Н - катіонітовий фільтр, 2- Nа - катіонітовий фільтр, 3 - декарбонизатор, 4- вентилятор, 5-бак обробленої води, 6- насос, 7- бак змішування.

Підкислення з декарбонізацією та Nа - катіонуванням ( якщо немає небезпеки утворення СаSО₄ ).

Магнітна обробка води зводиться до пропуску води через зазор між полюсами постійного магніту (електромагніту). В результаті такої обробки змінюються властивості води та домішок, що в подальшому зменшує вірогідність накипоутворення. Вважається, що у воді з'являються мікрочастинки, в тому числі і колоїди, які виступають центрами кристалізації і утворені кристали накипоутворювача зберігаються в об'ємі води. Є причини вважати, що суспензія в основному утворюється завдяки феромагнітним домішкам, що присутні у воді. Тому магнітна обробка особливо ефективна там де проявляються корозійні процеси та відкладення продуктів корозії.

Висновок

Товщина відкладень найбільш залежить від суми швидкостей відкладень солей жорсткості та окислів залізі. Чим більша швидкість, тим більша товщина відкладень. Також можна зауважити, що найбільше відкладень буде окислів заліза, а міді майже не буде.

10. Содування в підготовці додаткової Води теплових мереж

Коагуляція з вапнуванням і содірованіем вихідної води

Доза вапна вважається таким чином:

D_и = СО_2вих + ДНСО₃^- + D_k+И_и, мг-экв/дм³;

Відбуваються при вапняно-содовому умягчении основні хімічні процеси описуються наступними рівняннями:

Nа₂СО₃ > 2 Nа⁺ + СО₃^2-;

Са(ОН)₂ > Са²⁺ +2ОН^-;

СО₂ + 2ОН^- > СО₃^2- + Н₂О;

Н⁺ + ОН^- > Н₂О

НСО₃^- > Н⁺ + СО₃^2-

НСО₃^- + ОН^- = СО₃^2- + Н₂О;

Са²⁺ + СО₃^2- > СаСО3v;

Мg²⁺ + 2ОН^- > Мg(ОН)₂v.

Прийнявши значення ОН-визначаємо залишкову концентрацію іонів кальцію і магнію. Концентрація сульфатів збільшується на дозу коагулянту.

Залишкову концентрацію натрію визначаємо із закону електронейтральності.

Таблица 2г. Коагуляция с известкованием и содированием исходной воды

Висновки

Якщо тенденція зростання споживання енергетики та викидів двоокису вуглецю збережеться, то вже до 2025 року на Землі потеплішає на 2^оС, що призведе до глобальних катастрофічних наслідків: зміщення кліматичних зон, зникнення багатьох видів рослин, скорочення лісових площ, збільшення пустель, розтавання льодовиків тощо.

Все це створює небезпеку голоду, хвороб, масових міграцій населення із зон екологічного лиха. Екологічні чинники в розвитку ядерної енергетики завжди повинні бути на першому місці, інакше не буде для кого виробляти електроенергетику.

Спалювання викопних видів палива і дров порушує баланс кисню в атмосфері, оскільки на 1 т органічного палива при цьому витрачається більш як 2 т чистого кисню. Розширення його споживання на техногенні потреби, зменшення його відтворення через вирубування лісів веде до виникнення на планеті реальної небезпеки дефіциту кисню. Необхідність подолання відсталості країн, що розвиваються, збільшення населення в них вимагає швидкого розвитку енергетики, зростання енергоспоживання.

Ось заходи, що дозволили б переламати негативні тенденції у сфері енергетики:

1.Підвищення ефективності використання енергії (за нинішнього рівня техніки можна зменшити сумарне споживання енергетики на 35-40%).

2.Зменшення шкідливих викидів в атмосферу завдяки новим технологіям очищення відпрацьованих газів.

3.Зміна структури паливно-енергетичного балансу через розвиток альтернативної енергетики.

4.Вжиття заходів для сповільнення темпів росту населення

Література

1. В.А.Кишневский . Технології підготовки води в енергетиці: Навчальний посібник. - Одеса: ОНПУ,2008.

2. Е.Я.Соколов Теплофікація та теплові мережі. М.:Энергоиздат,1982.-360с

3. В.А. Григорьева и В.М.Зорина. Промислова теплоенергетика і теплотехніка. Довідник под.ред. М.: Энергоатомиздат,1983.-546 с

4. В.А. Григорьева и В.М.Зорина. Теплові та атомні електричні станції. Довідник под.ред. М.: Энергоатомиздат,1989.-601 с

5. Н.П.Лапотышкина, Р.П.Сазонов Водопідготовка і ВХР теплових мереж М.:Энергоиздат,1982.-201 с

6. А.А.Громогласов и др. Водопідготовка: процеси та апарати М.:Энергоатомиздат,1990.272 с

7. В.А.Кишневский Сучасні методи обробки води в енергетиці.:Одеса, ОГПУ. 1999. 195с.

8. О.О.Кардасевич Водні режими теплових і атомних електростанцій. Навчальний посібник. - Одеса: ОНПУ, Наука і техніка, 2005.-133с

9. Науково-технічна бібліотека Одеського Національного Політехнічного Університету http://www.library.opu.ua/.

Додатки

Размещено на Allbest.ru