Обработка технической воды.

Состояние и качество циркуляционной воды значительно влияют на работу конденсаторов турбин, а следовательно и на всю турбоустановку.

Вода , проходящая в системах оборотного водоснабжения через градирни и брызгальные бассейны, разбивается в них с целью увеличения поверхности соприкосновения с воздухом на большое количество струй и капель. Это также способствует потере содержащейся воде свободной углекислоты. В результате в оборотных системах водоснабжения соли начинают выпадать уже при сравнительно невысокой жесткости воды порядка 2 – 4,5 мг-экв/кг, причем наряду с конденсаторными трубками заносу подвергаются сопла брызгальных бассейнов, решетки и желоба градирен и т.д.

Учитывая, что накипь чрезвычайно плотно соединяется с металлом трубок и очистка занесенного накипью конденсатора весьма затруднительна, необходимо особое внимание уделять профилактике солевых загрязнений.

Одним из способов поддержания безнакипного режима работы системы оборотного

водоснабжения является понижение концентрации солей в системе путем продувки бассейна. Величина продувки зависит от величины потерь на испарение и с капельным уносом, а также от жесткости добавочной воды и предельной карбонатной жесткости при данных условиях. Однако эффективность продувки с точки зрения накипеобразования будет более полной, если в добавочной воде будет достаточное количество свободной углекислоты.

На ряде станций, имеющих оборотную систему водоснабжения, применяют рекарбонизацию циркуляционной воды – то есть обработку воды для обогащения углекислотой. Для этого делают обработку дымовыми газами.

Используется лишь небольшая часть дымовых газов. При этом необходимо обеспечить качественную очистку газов от летучей золы и хороший контакт газов с обрабатываемой водой. Что касается обработки воды дымовыми газами, то для этой цели разработан ряд схем, использующих различные способы введения газов в охлаждающую воду.

Наиболее рациональной считается схема с последовательным соединением вентилятора и водяного эжектора. В этой схеме преодоление всех сопротивлений газопроводов от дымососа до эжектора осуществляется вентилятором, у которого КПД значительно выше, чем у водоструйного аппарата.

Появление в циркуляционной воде золы может привести к загрязнению циркуляционной системы. Поэтому производится очистка дымовых газов сухим или мокрым способом в центробежных циклонах и скруберах.

Другим способом борьбы с отложениями в конденсаторе солей является обработка охлаждающей воды фосфатами. Этот метод основан на способности этих соединений при очень малых их концентрациях в воде удерживать от распада бикарбонаты даже при величине карбонатной жесткости воды выше предельной. Он может быть применён в системах с градирнями и брызгальными бассейнами. В качестве реагентов для фосфатной обработки применяют гексаметафосфат, натрия, суперфосфат кальция и тринатрийфосфат.

Необходимо отметить, что фосфатирование циркуляционной воды в соответствующих условиях не только предотвращает выпадение новой накипи, но и способствует постепенному размягчению и удалению старой накипи.

Одним из способов борьбы с накипью в системах оборотного водоснабжения является обработка воды кислотой. Для этой цели используется серная кислота, как более дешевая и доступная. Также можно использовать и соляную кислоту.

При обработке воды кислотой бикарбонаты ( кальция или магния) превращаются в хорошо растворимые в воде сульфаты или хлориды.

Для предохранения систем водоснабжения от заиливания и зарастания водной растительностью производится обработка циркуляционной тем или иным способом, выбор которого зависит от местных условий.

От органических отложений системы водоснабжения предохраняются правильно организованным хлорированием циркуляционной воды с периодичностью и дозировкой, зависящей от хлоропоглощаемости воды.

Борьба с «цветением» воды, вызываемым в летний период интенсивным развитием водной растительности, ведется путем присадки химических реагентов ( например, присадка медного купороса 1-2 раза в летний период с дозировкой не выше 0,3 мг/л) или каким-либо другим способом.

Водоёмы технической воды также подвержены загрязнениям нефтепродуктами( маслами, мазутами и др.). Эти загрязнения опасны тем, что распространяясь пленкой на поверхности водоёма, перекрывают поступление кислорода из воздуха и приводят к гибели полезных микроорганизмов, очищающих водоём естественным способом . С такими загрязнениями борются различными способами. Широкое распространение получил способ очистки воды с помощью напорной флотации.

Схема напорной флотационной установки.

Ввод воздуха в количестве 3-5 % расхода очищаемой воды осуществляется водоструйным эжектором. Для обеспечения надлежащего растворения воздуха в воде смесь под давлением выдерживается примерно 5 минут в напорном контактном резервуаре, а затем поступает через дроссель во вращающийся водораспределитель флотатора, после которого пузырьки воздуха проходят через слой воды и флотируют частицы мазута. На ТЭС применяются круглые железобетонные или прямоугольные металлические флотаторы. Вьделившийся с пузырьками мазут удаляется с поверхности вращающимся скребком. При правильно налаженной работе флотатора содержание нефтепродуктов после него снижается до 6-8 мг/л при исходной концентрации 50-60 мг/л.

. Схема флотационной установки (а) и круглого зкелезо- бетонного флотатора (б):

1— накопительный резервуар очищаемой воды; 2 — эжектор; 3 — перекачи- вающий насос; 4 — напорный контактный резервуар; 5 — флотатор; 6-резер-вуар очищенной воды; I- подвод очищаемой воды; II -.отвод* очищенной во, ды; III — удаление осадка и опорожнение флотатора; IV— отвод нефтепродуктов

.3.ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Питательные насосы в теплоси­ловых установках — весьма ответ­ственные элементы схемы. Особен­но это касается крупных блочных агрегатов на сверхкритические па­раметры пара, где по питательным средствам стопроцентного резерва не устанавливается и выход из строя любого из рабочих насосов приводит к значительному сниже­нию мощности блока.

Современные питательные насо­сы выполняются многоступенчаты­ми с числом ступеней, зависящим от частоты вращения, диаметра сту­пеней и напора, создаваемого насо­сом. Осевое усилие ротора воспри­нимается упорным подшипником или гидропятой, установленной на валу насоса со стороны нагнетания. Схема гидропяты представлена на 62 рис. 6.1. Как видно

из схемы, про­течки воды из нагнетательного пат­рубка в камеру перед разгрузоч­ным диском создают уравновеши вающую силу, направленную в сто­рону, обратную действию осевой си­лы ротора насоса.

Все питательные насосы должны иметь на напорной линии обратный клапан и устройство для рецирку­ляции воды при малых подачах на­соса.

Обратный клапан предохраняет насос от появления обратного тока воды при его аварийном останове, а также при нахождении насоса в резерве с открытой задвижкой на напорной линии.

Устройство рециркуляции обес­печивает надежную работу насоса при малых подачах питательной во­ды. Если при нормальной частоте вращения насоса не обеспечивать

минимального протока воды через насос, то вода в насосе быстро на­греется, температура ее достигнет температуры насыщения при дан­ном давлении и в насосе будет про­исходить парообразование — так называемое «запаривание» насоса. Особую опасность парообразование в насосе представляет для работы гидравлической пяты.

Рециркуляция должна вклю­чаться автоматически при сокраще­нии расхода воды через насос до 25—30 % номинального, а также при закрытии обратного клапана на нагнетании. Сброс воды через кла­пан рециркуляции производится в деаэратор.

Питательный насос и его привод должны иметь надежную систему маслоснабжения. Для насосов с турбинным приводом необходимо также обеспечить подачу масла в систему смазки и регулирования приводной турбины.

Современный питательный агре­гат имеет весьма развитую систему защиты, блокировок, сигнализации и контроля. Это позволяет обеспе­чивать безопасность работы пита­тельного агрегата и бесперебойную подачу питательной воды в котел.

Согласно техническим условиям (ТУ) на поставку питательных на­сосов последние должны иметь за­щиту:

от понижения давления мас­ла в системе смазки,

от чрезмерно­го осевого сдвига ротора насоса,

от падения давления воды на всасе насоса,

от повышения давления во­ды за насосом и др.

Помимо защит, предусмотренных ТУ, на агрегате могут быть установлены и дополни­тельные защиты, необходимость ко­торых диктуется местными условия­ми. В питательных насосах с турбоприводом отключение агрегата вы­зывают, кроме того, и защиты при­водной турбины.

Пуск питательного насоса начи­нается с подготовительных опера­ций. Прежде всего, необходимо про­извести тщательный осмотр всего оборудования, убедиться в наличии и исправности всех контрольно-из­мерительных приборов, проверить состояние задвижек и вентилей. Проверяют уровень масла в масля­ном баке, при необходимости слива­ют отстой и доливают свежее мас­ло. Проверяют состояние сальников уплотнений насоса. Собирают схе­му маслоснабжения и проводят оп­робование пускового масляного на­соса. При этом необходимо обеспе­чить подачу воды на охлаждение электродвигателей и маслоохлади­телей.

Установки с турбонасосами име­ют систему централизованной смаз­ки от общей маслосистемы турбоустановки.

Весьма ответственной предпус­ковой операцией является проверка защит, блокировок и сигнализации насосного агрегата. Пуск установки с неисправными элементами зашит и блокировок не допускается. Про­веряют положение запорной арма­туры и открывают вентиль рецир­куляции питательной воды. Подво­дят конденсат на охлаждение саль­никовых уплотнений. В установках с бустерными насосами необходимо включить в работу бустерные на­сосы.

Питательный насос заполняют водой, для чего:

-открывают вентиль на линии прогрева насоса и воздушник на напорном трубопроводе до запорной задвижки;

-приоткрывают задвижку на вса­се для прогрева насоса. Насос счи­тается прогретым, если температу­pa воды в напорном патрубке равна 110—120 °С;

-после прогрева насоса закрыва­ют вентиль прогрева, воздушник и полностью открывают задвижку на всасывающем трубопроводе.

Открывают задвижку напорной линии. При открытии задвижки не­обходимо следить за отсутствием пропуска через обратный клапан по увеличению давления в насосе. В случае пропуска через обратный клапан задвижку на напорной ли­нии нужно закрыть. Включение пи­тательного насоса с открытой за­движкой на питательную магист­раль без давления в ней не допус­кается. В случае отсутствия давле­ния за питательным насосом подача воды в магистраль осуществляется через байпасную задвижку.

После выхода агрегата на но­минальную частоту вращения необ­ходимо его прослушать и убедиться в отсутствии стука, шумов и повы­шенной вибрации. Необходимо от­регулировать подачу конденсата и охлаждающей воды на концевые уплотнения насоса, убедиться в нор­мальной работе подшипников.

При пуске насоса на незаполнен­ный трубопровод при постепенном открывании байпаса напорной за­движки вытесняют воздух и создается давление в напорной ма­гистрали, после чего открывается задвижка на напорной линии.

В процессе эксплуатации необхо­димо вести наблюдение за важней­шими узлами агрегата: гидропятой, концевыми уплотнениями, гидро­муфтой, системой охлаждения дви­гателя, маслоохладителями.

Систематически проверяются вибрация агрегата и осевой сдвиг. При наличии сетки на всасывающем трубопроводе необходимо следить за степенью ее загрязнения по пере­паду давления. В инструкции по эксплуатации каждого агрегата указан максимально допустимый перепад на сетке. По достижении этого перепада сетку необходимо чистить.

Необходимо тщательно следить за давлением во всасывающем пат­рубке бустерного насоса,

так как снижение его может обусловить сильное падение давления на входе в основной насос

и кавитацию последнего.

Не допускать «запаривания» пи­тательного насоса, основными причинами которого являются:

резкое снижение расхода воды при закрытой линии рециркуляции;

резкое снижение уровня воды в деаэраторе;

резкое увеличение подачи при засоренной сетке на всасывающем i трубопроводе;

увеличение сопротивления на ли­нии разгрузки из камеры гидро­пяты.

При возникновении «запаривания» наблюдаются сильные удары и шумы в насосе, снижение давления в напорной линии насоса, резкие ко­лебания нагрузки двигателя, опре­деляемые по амперметру. Если при­нятые экстренные меры по устране­нию «запаривания» не дают резуль­татов, то насос следует остановить. После остановки насоса необходи­мо провернуть ротор вручную с це­лью обнаружения задеваний в насосе, а также произвести ревизию гидропяты.

Насосный агрегат может быть остановлен с блочного щита клю­чом управления или аварийной кнопкой на местном щите, а также действием защит.

При останове насоса в резерв необходимо закрыть задвижку на напорном трубопроводе и убедить­ся, что по мере закрытия задвижки произошло автоматическое откры­тие вентилей рециркуляции, после чего ключом на блочном щите уп­равления можно отключить элек­тродвигатель насоса. При отключе­нии насосного агрегата проверить включение пускового маслонасоса и отметить время выбега роторов. Время выбега указывается в инст­рукции по эксплуатации. После это­го закрываются задвижки на входе воды в маслоохладитель и на ох­лаждение электродвигателя.

.4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДЕАЭРАТОРОВ

Рис.7.1.Принципиальная схема деаэра­тора :

1-подвод химически очищенной воды; 2- ох­ладитель выпара; 3- регулятор уровни; 4- вы­хлоп в атмосферу;

5-отвод выпара; 6 -деаэраторная колонка; 7-подвод основного конденса­та; 8-регулятор давления; 9-подвод греюще­го пара; 10- бак-аккумулятор; 11 — дренаж;

I2 -теплообменник для охлаждения проб воды; 13 - отвод деаэрированной воды; 14-водоуказательиое стекло;

15 гидравлический затвор; I6- предохранительный клапан; 17 — подвод дренажа подогревателей высокого давления

Деаэраторы в тепловой схеме станции выполняют целый ряд функций. Помимо своей основной - деаэрации питательной воды, они служат ступенью подогрева в регенеративной схеме подогрева воды; аккумулирующей и буферной емкостью между конденсатными и питательными насосами, являются источником пара постоянного давления и температуры; а также служат для ввода в схему разного рода высокопотенциальных дренажей. В энергоблоках с прямоточными котлами деаэратор включается в растопочную схему с целью частичной утилизации теплоты сбрасываемой среды при растопке котла.

Однако основной функцией термических деаэраторов является удаление из питательной воды коррозионно-активных газов. Такими газами являются кислород О₂ и свободная двуокись углерода С0₂. Термический деаэратор (рис.7.1) состоит из деаэрационной колонки и бака аккумулятора. Деаэрируемая вода подается в верхнюю, а греющий пар — в нижнюю часть колонки. Поступающая в бак-аккумулятор вода имеет температуру, близкую к температуре насыщения. Процесс дегазации воды в основном осуще­ствляется в колонке, хотя и в баке-аккумуляторе за счет отстоя проис­ходят частичное выделение мель­чайших пузырьков газа и их удале­ние. Эффективность деаэрации воды в термических деаэраторах зависит от конструкции деаэраторов, давле­ния, при котором происходит деа­эрация, а также от режима экс­плуатации.

Нагрев деаэрируемой воды до температуры насыщения еще не яв­ляется

достаточным условием для качественной деаэрации. Не менее важной задачей является создание условий для быстрой эвакуации вы­делившихся из воды газов. В деаэраторных колонках газы удаляются паровой продувкой колонки снизу вверх навстречу потоку падающей воды, после чего парогазовая смесь удаляется в атмосферу. Этот поток называется выпаром. Данные экс­плуатации показывают, что эффек­тивность деаэрации в значительной мере зависит от выпара .Деаэраторы повышенного давления имеют выпар не более 1,5—2 кг па­ра на тонну воды.

На эффективность деаэрации влияет также температура поступа­ющей в деаэратор воды. С повыше­нием температуры воды вязкость и поверхностное ее натяжение умень­шаются, скорость диффузии кисло­рода в слое воды возрастает и эф­фект деаэрации улучшается. Одна­ко подавать в колонку воду с тем­пературой, близкой к температуре насыщения, тоже не рекомендуется, поскольку это сокращает расход греющего пара и ухудшает условия вентиляции колонки. Минимальный нагрев воды в деаэраторе должен быть не ниже 5—6 °С. Нагрев на 10—15 °С следует считать оптималь­ным. На рис. 6.2 представлена зави­симость остаточного содержания кислорода от расхода и температу­ры обогреваемой воды.

Низкая температура подаваемой воды вызывает перегрузку деаэра­тора. В этом режиме помимо высо­кого кислородосодержания наблю­дается неустойчивая работа деаэ­ратора, характеризующаяся появ­лением гидравлических ударов в колонке, сильной вибрацией деаэра­тора и связанных с ним трубопрово­дов. Нормальная и безопасная рабо­та деаэратора поддерживается ав­томатическими регуляторами: уров­ня воды в баке-аккумуляторе; дав­ления греющего пара, перелива, давления на трубопроводе сброса пара в конденсатор (для блоков с прямоточными котлами), а также двумя предохранительными клапа­нами.

Предохранительные клапаны должны быть рассчитаны на макси­мальный расход пара, поступающе­го в деаэратор, и отрегулированы на давление, не превышающее 1,15 рабочего.

Текущий контроль за работой деаэратора осуществляется по по­казаниям водоуказательных стекол, манометра для измерения давления в колонке, термометра для измере­ния температуры деаэрированной воды и кислородомера непрерывно­го действия. В блочных установках контроль за работой деаэратора ве­дется по приборам, установленным на БЩУ.

В задачу обслуживающего пер­сонала помимо наблюдения за при­борами контроля и автоматики вхо­дят систематическая продувка во­домерных стекол, расхаживание вентилей и задвижек, отбор проб деаэрированной воды для после­дующего химического анализа.

Для обеспечения безопасной ра­боты деаэрационной установки должна быть организована систе­матическая проверка предохрани­тельных клапанов. При длительной безостановочной работе деаэратора опробование предохранительных клапанов должно производиться по специальному графику. Это не ис­ключает опробования этих устройств при каждом пуске деаэрационной установки.

При рассмотрении вопросов пус­ка деаэратора в работу следует ос­тановиться на двух случаях: пуске деаэратора с опорожненным баком-аккумулятором (после ремонта, внутреннего осмотра и т. д.) и при заполненном баке-аккумуляторе (вывод из резерва, пуск блока пос­ле непродолжительного останова).

В первом случае производится прогрев деаэратора паром, давле­ние поднимается до полного в деаэ­раторах атмосферного типа (1,2 кгс/см²) или до избыточного, равного 0,0196—0,049 МПа (0,2— 0,5 кгс/см²), в деаэраторах повы­шенного давления, после чего в де­аэратор подается вода. После за­полнения бака-аккумулятора до нужной отметки давление плавно повышается до рабочего, включа­ются регуляторы давления, уровня и перелива.

При пуске блока с прямоточным котлом, когда в деаэратор подает­ся пар от постороннего источника и сброс из пускового сепаратора, дав­ление в нем на весь период пуска поддерживается на уровне 0,1175 МПа (1,2 кгс/см²) регулятором давления. После включения бло­ка в параллельную работу и набо­ра нагрузки, при которой в отборе, питающем паром деаэратор, уста­новятся необходимые параметры, давление в деаэраторе плавно под­нимается до рабочего, после чего включаются регулятор давления и все другие автоматические устрой­ства. Резервный источник питания деаэратора паром отключается.

Во втором случае воду в баке необходимо довести до температу­ры насыщения, т. е. вывести на ре­жим деаэрации. Для этого необхо­димо собрать схему рециркуляции воды в деаэраторе и прокачивать по ней воду с одновременной подачей пара избыточного давления. При достижении водой температуры на­сыщения и необходимой степени де­аэрации, определяемой по показа­ниям кислородомера, проводится заполнение котла водой (в блочных установках) или после подъема давления до рабочего — подключе­ние деаэратора в параллельную ра­боту (в установках неблочного типа).