6.4. 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.

6.5. 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. 6.5. 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. 6.8. 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