Теплообменные аппараты ТТАИ
Сочетают в себе преимущества кожухотрубных и пластинчатых теплообменников без их недостатков.
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России

Безреагентные технологии водоподготовки

 

В.В. Бушуев, официальный представитель корпорации «ПромЭкономСервис», г. Евпатория

 

Отложения солей карбонатной жесткости на теплообменном оборудовании являются основной причиной уменьшения эффективности его работы. Борьба с последствиями накипеобразования, как правило, ведется путем периодической очистки теплообменной поверхности механическим или химическим способом (растворение отложений кислотной промывкой). Иногда приходится рассверливать образовавшиеся монолитные отложения. При невозможности использования этих методов производится полная или частичная замена труб теплообменников.

Для уменьшения накипеобразования широко используется химическая подготовка воды с использованием известкования и катионирования. Образующаяся умягченная вода коррозионно агрессивна; способ экономически невыгоден, а расход воды потребителями горячего водоснабжения резко увеличивается из-за трудности смыва моющих средств мягкой водой. Кроме того, при регенерации Na-катионитовых фильтров образуется большое количество сточных регенерационных вод, содержащих высокие концентрации СаС12, MgCl2, NaCl, загрязняющих окружающую среду.

Таким образом, разработка новых технологий безреагентной экологически безопасной обработки технической воды является актуальной научно-технической проблемой современного этапа развития промышленности в целом и теплоэнергетики в частности.

Представленные в данной статье безреагентные водные технологии условно можно разделить на две группы:

■ безреагентная антинакипная подготовка воды, куда относятся безреагентные антинакипные установки (далее - БАУ), и электрохимическая обработка воды оборотного цикла (далее - ЭПСЭ);

■ система бактериальной обработки воды и дообработки питьевой воды (далее - ЭЛИЗ) и электролизная система активации растворов коагулянта (далее - ЭСАРК).

В основе обеих технологий лежит принцип электролиза. В результате электрохимических реакций, протекающих в объеме жидкости, потенциально опасные для теплообменных поверхностей высокодисперсные частицы карбонатов кальция, магния и соединений железа осаждаются на катодных поверхностях антинакипного устройства, а также уменьшается концентрация кислорода, благодаря чему системы работают без деаэратора (БАУ, ЭПСЭ). Обеззараживание воды производится в электролизерах, при высоких плотностях тока электрообработки более чем 200А (ЭЛИЗ). Объем обрабатываемой воды БАУ 25-1000 м3/ч, ЭСПЭ 100010000 и больше м3/ч, ЭЛИЗ 1-200 м3/ч.

 

 

Оборудование ЭПСЕ, БАУ и ЭЛИЗ однотипно по компоновочной схеме (рис. 1) и принципу подключения (рис. 2).

 

 

Блок питания и автоматического управления обеспечивает работу оборудования в автоматическом режиме. Данные о работе оборудования заносятся в память блока управления. При возникновении нештатных ситуаций отключение и включение блока управления производится автоматически. Оборудование потребляет около 1 Вт/ч на 1 м3 обрабатываемой воды.

В зависимости от технологии используются различные виды анодов - графитовые для БАУ, пластинчатые для ЭПСЕ, окисно-рутениево-ти- тановый анод (ОРТА) или окисно-иридиево-ру- тениево-титановый анод (ОИРТА) для ЭЛИЗ.

Модуль реакторов представляет собой конструкцию, состоящую из 2-х последовательно связанных металлических емкостей цилиндрической формы, внутри которых на изоляторах установлены цилиндрические графитовые аноды. Ввод и вывод воды с целью закручивания потока выполнен коаксиально, что способствует более интенсивной электрообработке. В I-й ступени реактора происходит образование мелкодисперсных труднорастворимых соединений - накипеобразователей с частичным осаждением их на катодной поверхности, во II-й ступени - за счет микрокристаллов, образовавшихся в I ступени, проводится их коагуляция и полное осаждение на катоде.

 

Оборудование БАУ отлично зарекомендовало себя в теплогенерирующем комплексе малых, средних и крупных предприятий (рис. 3, 4), благодаря высокой окупаемости технологии (1,5-2 года), обеспечению полной защиты оборудования от накипи и кислородной коррозии, отказу от дорогостоящих химических реагентов, годовой экономии топлива до 10% и электроэнергии (на компрессорных станциях) до 10%, снижению расходов на очистку и ремонт оборудования в 10 раз, компактности и простоте наладки и монтажа (рис. 5).

 

 

Экономический эффект от внедрения технологии ЭПСЕ рассмотрим на примере установки мощностью 5600 м3/ч на оборотном цикле ТЭЦ- ПВС ПрАО «Донецкий металлургический завод».

Краткая техническая характеристика объекта, на котором установлено оборудование, - Градирня № 4:

■ объем воды оборотного цикла - 3000 м3;

■ потребитель - турбогенератор № 1, расход охлаждающей воды 5600 м3/ч;

■ расход воды на подпитку 100 м3/ч;

■ жесткость подпиточной воды 8,6-10,4 мг-экв/л;

■ жесткость циркулирующей воды - 10,920,5 мг-экв/л.

Результат работы: экономический эффект от применения ЭПСЕ заключается в снижении удельного расхода тепла на выработку 1 кВт.ч электроэнергии турбогенератором и экономии продувочной воды.

Турбогенератор № 1 (расход циркулирующей воды 5600 м3/ч):

■ за счет исключения накипеобразования в конденсаторе турбины не происходит снижение вакуума, при этом экономия удельного расхода тепла согласно номограмме Δq=50 ккал/кВт.ч;

■ годовой перерасход тепла на турбогенераторе 6750 Гкал/год (при стоимости 1 Гкал тепла 58,65 долл. США/Гкал по состоянию на декабрь

2012 г.);

■ экономия продувочной воды составляет ΔGв.п.=168 тыс. м3/год, это 44100 долл. США /год;

■ уменьшение расходов на ремонт 5000 долл. США/год (по данным бухгалтерского учета предприятия);

■ расход электроэнергии на установку составил 120 тыс. кВт.ч/год или 12 тыс. долл. США/год.

Таким образом, годовой экономический эффект от применения ЭПСЕ на оборотном цикле ТЭЦ-ПВС ПрАО «Донецкий металлургический завод» составляет 432 987,5 долл. США/год (данные за 2012 год). Данный пример наглядно показывает экономическую выгоду внедрения безреагентных технологий очистки воды.

С 2010 г. оборудование, основанное на безреагентных технологиях водоподготовки, работает более чем на 80 предприятиях, в том числе на предприятиях топливно-энергетического комплекса, теплогенерирующих предприятиях, металлургической, пищевой промышленности, жилищно-коммунального хозяйства и объектах социальной инфраструктуры. Данные технологии получили мировое признание, в частности признаны в 9 странах СНГ, в том числе в Российской Федерации, защищены Евразийским патентом № 012633 и многочисленными авторскими свидетельствами международного образца.

 

В.В. Бушуев, Безреагентные технологии водоподготовки

Источник: Журнал «Новости теплоснабжения» №06 (178) 2015 г. , www.rosteplo.ru/nt/178

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи: