Воздействие энергетических объектов на водные ресурсы.

Воздействие ТЭС на водные ресурсы осуществляется по двум основным направлениям:

1. Использование водных ресурсов;

2. Изменение качественного состояния водных объектов за счет сброса в них сточных вод, с повышенной по сравнению с природной водой концентрацией загрязняющих веществ.

В условиях ограниченности свободных водных ресурсов и ухудшения состояния водных объектов при ужесточении требований надзорных органов к качеству воды оценка масштабов воздействия ТЭС на водные объекты становится одним из основных вопросов перспектив развития электроэнергетики.

В качестве основных показателей, характеризующих использование воды в теплоэнергетике, используются следующие:

Свежая вода – это вода, поступающая в технические системы ТЭС из водных объектов совместного пользования.

Безвозвратные потери воды – это потери воды при производстве тепловой и электрической энергии в результате естественного и дополнительного испарения, а так же уноса капельной влаги, утечек пара в паровом цикле и.т.д.

Оборотная вода – это вода, используемая в технологическом цикле ТЭС, и после охлаждения, идущая на те же цели.

Полное водопотребление – сумма объектов свежей и оборотной воды.

Повторно последовательно используемая вода – это вода, используемая при производстве тепловой и электрической энергии с очисткой (повторно) или без очистки (последовательно).

Водоотведение – это отведение используемых на ТЭС вод.

Эти перечисленные показатели являются основными в государственной статистической отчетности ТЭС и в прогнозных расчетах. Объем воды, который расходует ТЭС, зависит от ее типа в единичной мощности турбин и параметров пара, а так же вида применяемого топлива и района размещения.

Каждый тип ТЭС имеет свою специфику, но общая закономерность заключается в том, что по мере повышения единичной мощности турбин удельный объем воды, необходимый для производства электроэнергии на ТЭС, снижается:

Зависимость потребления свежей воды и безвозвратных потерь воды от мощности ТЭС (на твердом топливе).

Зависимость полного потребления воды и безвозвратных потерь от вида топлива.

1. твердое топливо;

2. газ.

Для работы КЭС на органическом топливе мощностью 1 млн. кВт в среднем необходимо 0,9 м³ воды в год. В зависимости от системы технического водоснабжения ТЭС ее потребность в воде обеспечивается водой, забираемой из водного объекта совместного пользования (свежая вода), либо из специально сооружаемых охладителей (оборотная вода). Наиболее распространенной системой технического водоснабжения является оборотная система с прудом-охладителем, а для ТЭЦ – оборотная система с испарительными градирнями.

Прямоточную систему водоснабжения имеют, как правило, старые ТЭС и очень ограниченное количество новых ТЭС, использующих в основном морскую воду.

С введением платы за воду, стимулирующей уменьшение забора свежей воды, прямоточные системы водоснабжения перестали быть более экономичными.

При выборе источника водоснабжения ТЭС необходимо учитывать наличие в нем свободных водных ресурсов для компенсации безвозвратных потерь. Этот показатель является наиболее важной характеристикой водопользования ТЭС. В настоящее время практически единственным вариантом прямоточного водоснабжения для новых ТЭС является использование морской воды для охлаждения пара. Например, на морской воде работает Ленинградская АЭС. Основные сложности при использовании морской воды связаны с ее высокой агрессивностью, более интенсивным засорением водозаборных сооружений и карбонатными отложениями в системе водоснабжения.

Расход воды на охлаждение пара в конденсаторе.

Расход воды на конденсатор определяется по уравнению теплового баланса, который в самом простом случае (в конденсатор поступают только потоки отработавшего в турбине пара) будет выглядеть следующим образом:

Отсюда кратность охлаждения:

Обычно расчетный нагрев воды в конденсаторе составляет 8 – 12 ⁰С при кратности охлаждения 40 – 60 кг/кг. Для современных КЭС расход пара составляет 3 кг/кВт∙ч. При мощности станции 1800 МВт и кратности охлаждения 50 кг/кг расход циркуляционной воды составляет: 50 м³/сек, что при скорости движения воды в водоводах системы технического водоснабжения 1,3 м/с потребует установку водоводов диаметром примерно 7 метров. Кратность охлаждения зависит от конструкции конденсатора и температуры воды на входе в конденсатор. Снижение кратности охлаждения приводит к недовыработке электроэнергии, а повышения кратности охлаждения приводит к росту расхода электроэнергии на собственные нужды. Для одноходовых конденсаторов: m = 100 ÷ 110 кг/кг (применяется при прямоточном водоснабжении), для двухходовых: m = 50 ÷ 60 кг/кг.