4.5 Малосточные схемы ионитных водоподготовок

Производство электрической и тепловой энергии на современных ТЭС сопровождается большим потреблением природной воды и сбросом сточных вод. Сокращение количества сточных вод ВПУ и снижение их минерализации обеспечивается путем совершенствования водоподготовительных технологий, а также утилизацией образующихся сточных вод и содержащихся в них реагентов.

Малосточные ионитные водоподготовительные технологии отличаются от традиционно используемых схем ВПУ следующим:

l) применением противоточных и двухпоточно-противоточных фильтров;

2) применением комбинированных схем химического обессоливания с начальным частичным обессоливанием воды мембранными методами;

3) использованием при регенерации Н-катионитных фильтров в обессоливающих установках растворов NaCl и H₂SO₄ с промежуточной отмывкой для увеличения рабочей емкости катионита, снижения удельного расхода кислоты и разделения сточных регенерационных вод на «жесткие» и «мягкие»;

4) сочетанием в фильтрах слабо и сильно диссоциирующих ионитов и др.

Среди методов утилизации сточных вод и содержащихся в них реагентов основными являются следующие:

1) удаление солей жесткости из регенерационных растворов в виде трудно растворимых CaSO₄, СаСО₃ и Mg(OH)₂ при известковании с добавлением в осветлители сбросных регенерационных растворов анионитных фильтров, растворов соды или едкого натра;

2) выделение части ионов Са²⁺ из отработанных регенерационных растворов умягчительных фильтров при регенерации последних растворами Na₂SO₄ и H₂SO₄;

3) повторное использование регенерационных растворов по методу развитой регенерации;

4) использование электродиализных установок для повышения концентрации «мягких» регенерационных растворов перед их повторным применением.

4.6 Автоматизация водоподготовительных установок

В задачи автоматизации комплекса ВПУ входит обеспечение оптимального протекания процессов водоприготовления и их надежности, а также необходимость снижения себестоимости обработанной воды путем сокращения затрат на эксплуатацию и обслуживание установок. Автоматизация ВПУ должна улучшить и ускорить прежде всего следующие процессы:

а) при предварительной очистке воды в осветлителе

– контроль и регулирование температуры обрабатываемой воды на уровне 30–40 °С с точностью до ± l °С;

– дозирование в осветлитель реагентов в заданных количествах при изменяющейся нагрузке осветлителя;

– продувку осветлителя, при которой уровень шлама в шламоуплотнителе и самом осветлителе не превышает заданных значений;

– регулирование нагрузки осветлителя в диапазоне 50–100 % его номинальной производительности;

– поддержание расхода возвращаемой в осветлитель промывочной воды осветлительных и других фильтров путем управления насосами перекачки;

б) при очистке воды в осветлительных фильтрах

– автоматический перевод из состояний «работа», «восстановление», «резерв» в соответствующее;

– проведение всех операций по восстановлению фильтрующей загрузки путем ее взрыхления и промывки;

– контроль за качеством проведения операций по восстановлению загрузки и правильностью выполнения подаваемых системой команд;

в) при ионообменной очистке воды

– регулирование производительности ионитной части ВПУ путем поддержания уровня в заданных пределах в баках воды после декарбонизаторов, баках обработанной воды и т.п.;

– контроль истощения фильтров обессоливающей установки по прямым и косвенным параметрам;

– поддержание заданного расхода воды на взрыхление и отмывку фильтров;

– заполнение баков-мерников реагентами, приготовление регенерационных растворов заданной концентрации к подаче их в фильтр с заданными скоростями;

– составление технологических линий для проведения операций по восстановлению фильтров с возможностью дистанционного управления каждой операцией;

– сигнализацию состояния каждого фильтра (работа, истощение, восстановление, резерв), а также аварийную сигнализацию;

– контроль за качеством обработанной воды;

– индикацию с помощью мнемосхемы положения запорных органов фильтра и узлов восстановления (по вызову оператора).

На рис. 6.5 показана общая структурная схема автоматизированного управления блочной схемой ВПУ. Объектом управления в этой схеме являются фильтры, баки-меринки, насосы-дозаторы, промежуточные баки и др. Исполнительными механизмами служат приводы к насосам, насосам-дозаторам и запорной арматуре. В качестве датчиков используются расходомеры, концентратомеры, сигнализаторы истощения фильтров и уровня в баках.

Рис. 4.5. Структурная схема управления ВПУ с блочным включением фильтров (БФ):

1 – объект управления; 2 – исполнительные механизмы; 3 – датчики расхода истощения фильтров, концевые выключатели; 4 – устройство логического управления (УЛУ) [логические автоматы регенерации ионитных фильтров (ЛАРИФ)]; 5 – система сигнализации; УВ – узел восстановления

Управление включает в себя командно-информационные элементы, задатчики времени и устройства для вмешательства оператора. Система сигнализации состоит из табло, технологических и аварийных сигнализаций, пневмосхемы ВПУ, звуковой сигнализации.

При отсутствии соответствующей аппаратуры для комплексной автоматизации ВПУ степень участия оператора в управлении ВПУ повышается до уровней пооперационного или полуавтоматического управления.

Рис. 4.6 Вертикальный прямоточный ионитный фильтр:

1– корпус; 2,3 – верхняя и нижняя распределительные системы; 4 – подвод обрабатываемой воды; 5 – подвод регенерационного раствора; 6 – выход фильтрата; 7 – спуск промывочной воды; 8 – подвод воды для взрыхления

Контрольные вопросы

1. Какие методы применяются для обессоливания воды?

2. Сущность ионного обмена.

3. Представьте схему структуры зерна ионита.

4. Что такое обменная емкость ионитов?

5. Технология ионного обмена.

а) Na-катионирование.

б) Н-катионирование.

в) ОН-анионирование.