
- •Водоподготовка и водно-химические режимы в теплоэнергетике
- •Предисловие
- •Часть I. Водоподготовка Глава первая Основные характеристики природной воды
- •1.1. Поступление примесей в воду
- •1.2. Классификация, характеристика вод и их примесей
- •1.3. Характеристика ионизированных примесей
- •1.4. Кремнесодержащие соединения и органические примеси
- •1.5. Закономерности изменения количественного состава примесей по районам и сезонам для поверхностных и подземных вод
- •1.6. Технологические, качественные показатели воды
- •1.7. Биологические показатели качества воды
- •Глава вторая Вода в теплоэнергетике
- •2.1. Применение воды в качестве теплоносителя
- •2.2. Принципиальные схемы обращения воды в тракте
- •2.3. Источники загрязнения
- •Характеристика загрязнений трактов тэс и аэс
- •2.4. Влияние примесей воды на надежность работы теплоэнергетического оборудования
- •2.5. Выбор водоисточника и производительности водоподготовительных установок
- •Глава третья
- •Глава четвертая Предварительная очистка воды и физико-химические процессы
- •4.1. Очистка воды методом коагуляции
- •4.2. Осаждение методами известкования и содоизвесткования
- •Глава пятая Фильтрование воды на механических фильтрах
- •Фильтрующие материалы и основные характеристики структуры фильтрованных слоев
- •Глава шестая Обессоливание воды
- •6.1. Физико-химические основы ионного обмена
- •6.2. Ионообменные материалы и их характеристики
- •6.3. Технология ионного обмена
- •6.4. Малосточные схемы ионитных водоподготовок
- •6.5. Автоматизация водоподготовительных установок
- •6.6. Перспективные технологии водоочистки
- •6.6.1. Противоточная технология ионирования
- •Назначение и область применения
- •Основные принципиальные схемы впу
- •Глава седьмая Термический метод очистки воды
- •7.1. Метод дистилляции
- •7.2. Предотвращение накипеобразования в испарительных установках физическими методами
- •7.3. Предотвращение накипеобразования в испарительных установках химическими, конструктивными и технологическими методами
- •Глава восьмая Очистка высокоминерализованных вод
- •8.1. Обратный осмос
- •8.2. Электродиализ
- •Глава девятая Водоподготовка в тепловых сетях с непосредственным водозабором
- •9.1. Основные положения
- •Нормы органолептических показателей воды
- •Нормы бактериологических показателей воды
- •Показатели пдк (нормы) химического состава воды
- •9.2. Подготовка добавочной воды методом н-катионирования с голодной регенерацией
- •9.3. Снижение карбонатной жесткости (щелочности) добавочной воды методом подкисления
- •9.4. Декарбонизация воды методом известкования
- •9.6. Магнитная противонакипная обработка добавочной воды
- •9.7. Подготовка воды для закрытых тепловых сетей
- •9.8. Подготовка воды для местных систем горячего водоснабжения
- •9.9. Подготовка воды для отопительных систем теплоснабжения
- •9.10. Технология обработки воды комплексонами в системах теплоснабжения
- •Глава десятая Очистка воды от растворенных газов
- •10.1. Общие положения
- •10.2. Удаление свободной углекислоты
- •Высота слоя в метрах насадки из колец Рашига определяется из уравнения:
- •10.3. Удаление кислорода физико-химическими методами
- •10.4. Деаэрация в деаэраторах атмосферного и пониженного давления
- •10.5. Химические методы удаления газов из воды
- •Глава одиннадцатая Стабилизационная обработка воды
- •11.1. Общие положения
- •11.2. Стабилизация воды подкислением
- •11.3. Фосфатирование охлаждающей воды
- •11.4. Рекарбонизация охлаждающей воды
- •Глава двенадцатая
- •Применение окислителей для борьбы
- •С биологическим обрастанием теплообменников
- •И обеззараживания воды
- •Глава тринадцатая Расчет механических и ионообменных фильтров
- •13.1. Расчет механических фильтров
- •13.2. Расчет ионитных фильтров
- •Глава четырнадцатая Примеры расчета водоподготовительных установок
- •14.1. Общие положения
- •14.2. Расчет установки химического обессоливания с параллельным включением фильтров
- •14.3. Расчет декарбонизатора с насадкой из колец Рашига
- •14.4. Расчет фильтров смешанного действия (фсд)
- •14.5. Расчет обессоливающей установки с блочным включением фильтров (расчет «цепочек»)
- •Особые условия и рекомендации
- •Расчет н-катионитных фильтров 1-й ступени ()
- •Расчет анионитных фильтров 1-й ступени (а1)
- •Расчет н-катионитных фильтров 2-й ступени ()
- •Расчет анионитных фильтров 2-й ступени (а2)
- •14.6. Расчет электродиализной установки
- •Глава пятнадцатая краткие технологии очистки конденсатов
- •15.1. Электромагнитный фильтр (эмф)
- •15.2. Особенности осветления турбинных и производственных конденсатов
- •Глава шестнадцатая Краткие технологии очистки сточных вод теплоэнергетики
- •16.1. Основные понятия о сточных водах тэс и котельных
- •16.2. Воды химводоочисток
- •16.3. Отработавшие растворы от промывок и консервации теплосилового оборудования
- •16.4. Теплые воды
- •16.5.Воды гидрозолоудаления
- •16.6. Обмывочные воды
- •16.7. Нефтезагрязненные воды
- •Часть II. Водно-химический режим
- •Глава вторая Химический контроль – основа водно-химического режима
- •Глава третья коррозия металла паросилового оборудования и методы борьбы с ней
- •3.1. Основные положения
- •3.2. Коррозия стали в перегретом паре
- •3.3. Коррозия тракта питательной воды и конденсатопроводов
- •3.4. Коррозия элементов парогенераторов
- •3.4.1. Коррозия парообразующих труб и барабанов парогенераторов во время их эксплуатации
- •3.4.2. Коррозия пароперегревателей
- •3.4.3. Стояночная коррозия парогенераторов
- •3.5. Коррозия паровых турбин
- •3.6. Коррозия конденсаторов турбин
- •3.7. Коррозия оборудования подпиточного и сетевого трактов
- •3.7.1. Коррозия трубопроводов и водогрейных котлов
- •3.7.2. Коррозия трубок теплообменных аппаратов
- •3.7.3. Оценка коррозионного состояния действующих систем горячего водоснабжения и причины коррозии
- •3.8. Консервация теплоэнергетического оборудования и теплосетей
- •3.8.1. Общее положение
- •3.8.2. Способы консервации барабанных котлов
- •3.8.3. Способы консервации прямоточных котлов
- •3.8.4. Способы консервации водогрейных котлов
- •3.8.5. Способы консервации турбоустановок
- •3.8.6. Консервация тепловых сетей
- •3.8.7. Краткие характеристики применяемых химических реагентов для консервации и меры предосторожности при работе с ними Водный раствор гидразингидрата n2н4·н2о
- •Водный раствор аммиака nh4(oh)
- •Трилон б
- •Тринатрийфосфат Na3po4·12н2о
- •Едкий натр NaOh
- •Силикат натрия (жидкое стекло натриевое)
- •Гидроксид кальция (известковый раствор) Са(он)2
- •Контактный ингибитор
- •Летучие ингибиторы
- •Глава четвертая отложения в энергетическом оборудовании и способы устранения
- •4.1. Отложения в парогенераторах и теплообменниках
- •4.2. Состав, структура и физические свойства отложений
- •4.3. Образование отложений на внутренних поверхностях нагрева парогенераторов с многократной циркуляцией и теплообменников
- •4.3.1. Условия образования твердой фазы из солевых растворов
- •4.3.2. Условия образования щелочно-земельных накипей
- •4.3.3. Условия образования ферро - и алюмосиликатных накипей
- •4.3.4. Условия образования железоокисных и железофосфатных накипей
- •4.3.5. Условия образования медных накипей
- •4.3.6. Условия образования отложений легкорастворимых соединений
- •4.4. Образование отложений на внутренних поверхностях прямоточных парогенераторов
- •4.5. Образование отложений на охлаждаемых поверхностях конденсаторов и по такту охлаждающей воды
- •4.6. Отложения по паровому тракту
- •4.6.1. Поведение примесей пара в пароперегревателе
- •4.6.2. Поведение примесей пара в проточной части паровых турбин
- •4.7. Образование отложений в водогрейном оборудовании
- •4.7.1. Основные сведения об отложениях
- •4.7.2. Организация химического контроля и оценка интенсивности накипеобразования в водогрейном оборудовании
- •4.8. Химические очистки оборудования тэс и котельных
- •4.8.1. Назначение химических очисток и выбор реагентов
- •4.8.2. Эксплуатационные химические очистки паровых турбин
- •4.8.3. Эксплуатационные химические очистки конденсаторов и сетевых подогревателей
- •4.8.4. Эксплуатационные химические очистки водогрейных котлов Общие положения
- •Технологические режимы очистки
- •4.8.5. Важнейшие реагенты для удаления отложений из водогрейных и паровых котлов низкого и среднего давлений
- •Глава пятая водно-химический режим (вхр) в энергетике
- •5.1. Водно-химические режимы барабанных котлов
- •5.1.1. Физико-химическая характеристика внутрикотловых процессов
- •5.1.2. Методы коррекционной обработки котловой и питательной воды
- •5.1.2.1. Фосфатная обработка котловой воды
- •5.1.2.2. Амминирование и гидразинная обработка питательной воды
- •5.1.3. Загрязнения пара и способы их удаления
- •5.1.3.1. Основные положения
- •5.1.3.2. Продувка барабанных котлов тэс и котельных
- •5.1.3.3. Ступенчатое испарение и промывка пара
- •5.1.4. Влияние водно-химического режима на состав и структуру отложений
- •5.2. Водно-химические режимы блоков скд
- •5.3. Водно-химический режим паровых турбин
- •5.3.1. Поведение примесей в проточной части турбин
- •5.3.2. Водно-химический режим паровых турбин высоких и сверхвысоких давлений
- •5.3.3. Водно-химический режим турбин насыщенного пара
- •5.4. Водный режим конденсаторов турбин
- •5.5. Водно-химический режим тепловых сетей
- •5.5.1. Основные положения и задачи
- •5.5.2. Источники загрязнения воды тепловых сетей окислами железа
- •5.5.3. Повышение надежности водно-химического режима теплосетей
- •5.5.4. Особенности водно-химического режима при эксплуатации водогрейных котлов, сжигающих мазутное топливо
- •5.6. Проверка эффективности проводимых на тэс, котельных водно-химических режимов
- •Часть III Случаи аварийных ситуаций в теплоэнергетике из-за нарушений водно-химического режима
- •Оборудование водоподготовительных установок (впу) останавливает котельную и заводы
- •Карбонат кальция задает загадки…
- •Магнитная обработка воды перестала предотвращать карбонатно-кальциевое накипеобразование. Почему?
- •Как предупредить отложения и коррозию в небольших водогрейных котлах
- •Какие соединения железа осаждаются в водогрейных котлах?
- •В трубках псв образуются отложения из силиката магния
- •Как взрываются деаэраторы?
- •Как спасти трубопроводы умягченной воды от коррозии?
- •Соотношение концентраций ионов в исходной воде определяет агрессивность котловой воды
- •Почему «горели» трубы только заднего экрана?
- •Как удалять из экранных труб органо-железистые отложения?
- •Химические «перекосы» в котловой воде
- •Эффективна ли периодическая продувка котлов в борьбе с железоокисным преобразованием?
- •Свищи в трубах котла появились до начала его эксплуатации!
- •Почему прогрессировала стояночная коррозия в самых «молодых» котлах?
- •Почему разрушались трубы в поверхностном пароохладителе?
- •Чем опасен котлам конденсат?
- •Основные причины аварийности тепловых сетей
- •Проблемы котельных птицепрома Омского региона
- •Почему не работали цтп в Омске
- •Причина высокой аварийности систем теплоснабжения в Советском районе г. Омска
- •Почему высока коррозионная аварийность на новых трубопроводах теплосети?
- •Сюрпризы природы? Белое море наступает на Архангельск
- •Река Омь угрожает аварийным остановом теплоэнергетического и нефтехимического комплексов г. Омска?
- •– Увеличена дозировка коагулянта на предочистку;
- •Выписка из «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей», утв. 19.06.2003
- •Требования к приборам ахк (Автоматика химического контроля)
- •Требования к средствам лабораторного контроля
- •Сравнение технических характеристик приборов различных фирм производителей
- •Содержание
- •Глава 10. Очистка воды от растворенных газов 112
- •Глава 4. Отложения в энергетическом оборудовании
- •Глава 5. Водно-химические режимы (вхр) в энергетике 256
- •Часть III. Случаи аварийных ситуаций в теплоэнергетике по вине водно-химического режима
Сюрпризы природы? Белое море наступает на Архангельск
21 декабря 1992 г. на ВПУ ТЭЦ Архангельска, являющейся основным источником энергоснабжения города и ряда промышленных предприятий, резко поднялось солесодержание исходной воды: с 300 до 3500 мг/дм3, т.е. более чем в 10 раз. На ТЭЦ установлены шесть котлов высокого давления, которые «переваривают» только глубоко обессоленную воду (солесодержание меньше 2 мг/дм3).
Обессоливающая установка ВПУ может перерабатывать воду только с солесодержанием не выше 500 мг/дм3. При более высоком содержании солей ВПУ начинает работать только для восполнения водой собственных нужд.
За несколько часов работы ТЭЦ все запасы обессоленной воды (3000 м3) были исчерпаны.
Пришлось прекратить подачу пара сторонним потребителям, и эти предприятия остановились. Затем был закрыт разбор горячей воды в городе и еще позже практически было прекращено отопление больших массивов домов. Пять котлов один за другим и все турбины пришлось вывести в резерв, а в работе оставить лишь один котел № 1, снизив в нем давление пара с 14 до 4,0 МПа и переведя его на питание Na-катионированной водой.
Персонал станции не мог понять причины столь значительного и быстрого подъема солесодержания исходной воды в протоке дельты р. Северная Двина, откуда ТЭЦ брала воду для охлаждения конденсаторов турбоагрегатов и питания ВПУ.
Рассматривались версии сброса сточных вод на каком либо предприятии, расположенном выше ТЭЦ по реке, а также возможность «нагона» воды из Белого моря.
Вторая версия сначала казалась маловероятной, поэтому водозабор ТЭЦ находился на расстоянии 60 км от устья реки.
Через трое суток солесодержание исходной воды также внезапно стало резко понижаться и пришло в норму. ВПУ заработала нормально, котлы были растоплены, и ТЭЦ быстро вышла на нормальную нагрузку как по электрической мощности, так и по подаче потребителям пара и горячей воды.
В ЦКТИ была сразу же собрана группа специалистов для решения вопросов, почему так случилось и что надо сделать для предотвращения повторения подобной ситуации?
Сразу же удалось понять, что это событие не связано со сточными водами предприятий, а обусловлено «нападением» Белого моря на город.
Два глобальных явления инициировали это «нападение»:
– потепление климата на севере Европейской части России и, как следствие, – некоторое повышение уровня воды в этой части океана и Белого моря (примерно на 20 см);
– понижение дебита Северной Двины в результате усиленных вырубок леса в ее притоках.
Протоки дельты Северной Двины превратились в «слоеные пироги» из морской (внизу) и пресной (сверху) воды.
Как показали произведенные в феврале 1993 г. замеры с помощью батометров, погружающихся на различную глубину (до 10 м) и охватывавших все сечения протоков, концентрация солей по глубине отдельных точек отбора проб разнилась между собой на порядок и более (от 300 до 17 000 мг/дм3).
Белое море – самое соленое море европейской части России.
Солесодержание в нем достигает до 18 000 мг/дм3.
Учитывая факторы общеглобальной экологической ситуации, парниковый эффект, прогрессирующее исчезновение лесов, нельзя «ждать милости от природы» и в дальнейшем.
Нагоны морской воды в г. Архангельске уже частично достигли и водозабора городской водопроводной станции, расположенной на 10 км выше ТЭЦ по течению Северной Двины.
Группа специалистов в начале марта 1993 г. выдала руководству ТЭЦ и городу первоочередные и долговременные предложения по предупреждению повторения подобных аварийных ситуаций.
Основными из них являются строительство достаточно мощной паропреобразовательной установки, которая была бы в состоянии «переваривать» воду без фазы ее предварительного химического обессоливания, и создание на ТЭЦ больших запасов (на 10 дней) пресной воды.