7.2.1. Принципи використання енергії водного потоку

а) ГЕС: ;

б) водний транспорт;

в) водоступенева обробка породи, твердих матеріалів;

г) гасіння пожеж.

7.3. Особливості водокористування в енергетиці

Близько 50 % води, яку використовує промисловість із природних водних джерел, споживає теплоенергетика. В країні побудовано великі теплові й атомні електростанції з блоками потужністю 500-1200 МВт. На цих станціях споруджено системи водопостачання, які відводять теплоту, що виділяється, конденсують пару, охолоджують обладнання та виконують інші функції. Основним споживачем води на тепловій електростанції є конденсатори парових турбін, однак воду споживають повітро- або газоохолодники генераторів, живильних електронасосів, маслоохолодники систем змащування механізмів. Витрата води, яка має температуру не вище 30-33 °С і подається у повітро- або газоохолодники, становить 1-2 % загальної витрати охолодної води на електростанції.

На деяких теплових електростанціях для вловлювання попелу застосовують мокрі скрубери. Видалення шлаку і попелу на більшості електростанцій здійснюють гідравлічним способом. Витрати води з цією метою залежать від виду палива, способу його спалювання, властивостей шлаку і попелу. Для гідрошлако-видалення використовують воду, що пройшла через конденсатори, а також воду, яку скидають після охолодження підшипників тощо. На змивання 1 т шлаку потрібно 20-40, а на змивання 1 т попелу – 4-12 м³ води. Пульпа (суміш води з шлаком або попелом) надходить у ставки-накопичувачі. Прояснена вода повертається в котельню електростанції з метою повторного її використання і транспортування попелу й шлаків.

Воду для живлення парових котлів попередньо очищають від грубодисперсних і колоїдних домішок, накипоутворювальних солей. Поповнення втрат живильної води котлів здійснюють хімічно знесоленою водою або дистилятом. Кількість води, яка потрібна для підживлення котлів на конденсаційних електростанціях, становить 1-2 % витрати пари. Пару частково використовують на потреби промислових підприємств, тому для підживлення котлів треба значно більше води. Частину зм'якшеної води використовують для гарячого водопостачання міст. На сучасній потужній теплоелектростанції, обладнаній 8 енергоблоками потужністю 300 кВт кожний, загальна витрата води влітку становить близько 300 тис. м³/год.

Зі збільшенням одиничної потужності турбін від 100 до 500 тис. кВт і підвищенням тиску пари від 9 до 24 МПа питома витрата води зменшується від 0,17 до 0,1 м³/год на 1 кВт встановленої потужності. Незважаючи на таке зменшення питомих витрат води за розрахунок збільшення потужності турбін, сумарні витрати води для потужних електростанцій досягають 200 м³/с і більше.

Системи водопостачання теплової електростанції бувають прямотечійними, оборотними чи змішаними. Прямотечійне водопостачання потужної електростанції можливе лише із великих річок, але нині теплоенергетика розвивається переважно із застосуванням оборотного водопостачання. Тому для конденсаційної електростанції (КЕС) доцільною є система з водосховищем-охолоджувачем, однак дорожнеча земельних ділянок зумовлює потребу в застосуванні для охолодження води на КЕС градирень. Якщо в районі розміщення КЕС немає джерел, достатніх для підживлення системи оборотного водопостачання, то використовують системи повітряної конденсації з радіаторними охолодниками (сухими градирнями) або застосовують системи оборотного водопостачання з випарними градирнями.

Існують також системи змішаного водопостачання, коли паралельно з припливом у маловодні періоди в роботу включають охолодники (водосховище-охолодник, градирні або розбризкувальні установки). Після проходження води через конденсатори нагріта вода скидається у спільний для всіх турбін відвідний канал.

Створення оборотних систем охолодження без скидання продувних вод потребує підвищеної витрати на стабілізаційну обробку додаткової та оборотної води, а також на додаткове очищення продувної води з метою повторного її використання для технологічних потреб. Складною проблемою під час проектування теплоелектростанцій без скидання стічних вод є утилізація або ліквідація мінералізованих стоків. На більшості діючих станцій для приготування живильної води застосовують знесолення води на йонітових фільтрах. У процесі регенерації йонітів утворюються високомінералізовані відпрацьовані розчини. Тому потріб­но розробити такі способи регенерації йонітів, за яких утворювалося б якомога менше цих розчинів та використовувати технології щодо їх утилізації.