14.2. Предотвращение загрязнения конденсаторов при прямоточном водоснабжении

14.2.1. Механическая чистка подаваемой для охлаждения конденсаторов воды от твердых веществ (мусора, растительности, крупных водных организмов и др.) с помощью решеток, сеток и фильтров рассмотрена в разд. 8.1.

Содержащиеся в воде и не задерживаемые решетками и сетками взвешенные частицы (см. п. 14.1.2) могут приводить к образованию в трубках шлама. Это наблюдается главным образом при сезонном уменьшении расхода охлаждающей воды в период низких наружных температур, при недостаточной подаче циркуляционных насосов и др. Предотвращение шламообразования в трубках может достигаться путем поддержания в них скорости воды, достаточной для выноса ею содержащихся в воде мелких взвешенных частиц. Обычно рекомендуется, чтобы скорость воды была не ниже 1-1,4 м/с.

Осаждению содержащихся в воде мелких взвесей может способствовать их агломерация. В зарубежной практике иногда дозируются в воду вещества (сульфонаты лигнина, производные полиакриламина), образующие при их диссоциации анионы, адсорбирующиеся на поверхности взвешенных частиц. Приобретающие при этом отрицательный заряд частицы взаимно отталкиваются, что препятствует их агломерации и осаждению.

Некоторые содержащиеся в воде твердые частицы, в особенности песок и летучая зола, обладают абразивными свойствами, что следует учитывать при выборе материала и средств борьбы с коррозией трубок (см. разд. 11.2).

14.2.2. Наряду с другими мелкими взвесями в систему водоснабжения электростанции могут, как это уже указывалось, проникать через сетки в водоприемных устройствах личинки моллюсков, большей частью двустворчатых - дрейсены, мидии и другие, имеющие размеры до 250 мкм. Личинки, поселившиеся на твердых поверхностях в водоприемниках и водоводах, особенно в застойных зонах, где скорость воды мала (примерно до 0,3 м/с), развиваются и растут. Развитие моллюсков наблюдается обычно при температуре воды, превышающей примерно 12 °C. Длина раковин взрослых особей может достигать 30-60 мм.

Отмершие моллюски отваливаются от поверхности, их раковины частью осаждаются в водоприемнике и частью увлекаются водой. При отсутствии на напорных водоводах перед водяными камерами фильтров они попадают в конденсаторы, забивают трубные доски и засоряют трубки.

Одним из средств борьбы с образованием значительных отложений ракушек в водоприемнике и загрязнением конденсаторов ракушками является механическая очистка поверхностей, на которых закрепились личинки, по достижении моллюсками размеров, при которых они еще могут уноситься водой через наименьшие по диаметру трубки в конденсаторах и других теплообменных аппаратах (маслоохладителях и др.), охлаждаемых циркуляционной водой. Для механической очистки поверхностей от моллюсков применяются скребки, щетки, ерши или другие устройства. Но поскольку ручная очистка очень трудоемка, предпочтительно применение механизированных очистных устройств указанных типов (скребковых, щеточных и др.), гидравлических очистных снарядов, химических или физических методов очистки (см. разд. 14.4).

Для уменьшения обрастаний водозаборных сооружений и подводящих водоводов моллюсками рекомендуется устранение в них зон пониженных скоростей воды и нанесение на их поверхности необрастающей токсичной краски.

14.2.3. При химических методах борьбы с загрязнением конденсаторов ракушками вынос моллюсков до превышения ими указанных выше максимально допустимых размеров достигается путем периодической дозировки в воду токсичных веществ - биоцидов, приводящих к их отмиранию. Наиболее часто в качестве биоцидов используются хлор и его соединения - хлорная известь, двуокись хлора, гипохлориты, пентахлорфенолят натрия и др. Иногда применяется также медный купорос, растворимые соединения меди и ртути и другие биоциды или их смеси.

Выбор биоцида, требуемая его доза, периодичность и продолжительность его подачи зависят от вида моллюска и свойств воды, например при хлорировании воды - от ее хлоропоглощаемости, определяющейся содержанием в ней веществ, окисляющихся хлором. При этом должны приниматься во внимание требования охраны поверхностных вод от загрязнений и технико-экономические соображения.

Хлорирование воды производится наиболее часто два раза в сутки в течение 45 мин каждый раз. Согласно § 22.17 ПТЭ, остаточное содержание активного хлора в воде на выходе из конденсатора должно быть в пределах 0,3-0,5 мг/кг, причем одновременно должна подвергаться хлорированию охлаждающая вода, поступающая в конденсаторы не более чем двух турбин, а иногда лишь в один или даже половину конденсатора. Однако в зависимости от местных условий требуемые периодичность, продолжительность и дозировка хлора, определяемые опытным путем, могут существенно различаться.

При необходимости уничтожения более взрослых форм моллюсков ранее практиковалось длительное (в течение 6-7 сут) воздействие на них "перехлорированной" воды с дозой активного хлора 2-10 мг/л через большие интервалы времени - 40-60 сут. Такие дозы хлора и большая продолжительность хлорирования большей частью недопустимы, однако, с экологической точки зрения.

14.2.4. Умерщвление и удаление из водоподводящего тракта моллюсков, достигших размеров, допускающих еще вынос их циркуляционной водой через трубки конденсаторов и других аппаратов, могут осуществляться также термическим методом, при котором через водоподводящий тракт должна сбрасываться обратным током вода температурой 40-45 °C, летальной для моллюсков. При блочной схеме водоснабжения мощных турбоагрегатов применение этого метода может быть реализовано лишь путем отключения одного из двух вертикальных циркуляционных насосов, подающих воду в двухпоточный конденсатор, с тем, чтобы за счет сифона в циркуляционных водоводах образовался обратный ток воды через соответствующую половину конденсатора и отключенный насос. При ухудшении в допустимых пределах вакуума в конденсаторе вода, поступающая в подводящий тракт, может быть догрета до необходимой температуры. Применение такого метода чистки от моллюсков требует расчета режима вращения осевого циркуляционного насоса при обратном токе воды, имеющей повышенную температуру, и времени выбега ротора.

14.2.5. С водой могут также поступать в систему, поселяться и развиваться в ней водные микроорганизмы - зоопланктон (бактерии) и фитопланктон (микроводоросли).

В трубках конденсаторов поселяются и быстро размножаются при благоприятных для их жизнедеятельности температурах воды (15-40 °C), образуя на их стенках слизистые отложения, преимущественно зооглейные и нитчатые бактерии (при большом содержании в воде серы и железа также серо- и железобактерии). Микроводоросли, содержащие хлорофилл и требующие для своего развития освещения, в конденсаторах не развиваются. Биологические обрастания трубок, могут включать в себя инфузории и другие простейшие организмы (червей, микрогрибки и др.). Для борьбы с биологическими обрастаниями конденсаторов, вызываемыми развитием микроорганизмов, применяется, как правило, хлорирование циркуляционной воды. Хлорирование воды производится периодически - продолжительностью примерно по 1 ч через каждые 6-12 ч. Доза активного хлора зависит от свойств воды и составляет примерно до 5-7 мг/л. Для конкретной воды она устанавливается при отсутствии промышленного опыта путем лабораторного исследования, исходя из обеспечения по истечении времени, требуемого для прохождения воды от места введения в нее хлора до наиболее удаленного конденсатора, остаточного содержания свободного хлора в пределах 0,3-0,5 мг/кг.

Доза хлора и контроль за его остаточным содержанием в сбросной воде должны удовлетворять требованиям охраны поверхностных вод от загрязнений.

14.2.6. Эффективным средством предотвращения образования в трубках конденсаторов слизистых органических отложений, не вызывающим вредных экологических последствий, является осуществление циркуляции через трубки эластичных шариков из губчатой резины. Резиновые шарики, имеющие диаметр, превосходящий на 1-2 мм внутренний диаметр трубок, подаются специальным насосом в напорный циркуляционный водовод и, попадая вместе с охлаждающей водой в напорную водяную камеру конденсатора, продавливаются через трубки под действием разности давлений на входе и выходе из них, благодаря чему предотвращается закрепление микроорганизмов на стенках трубок. Шарики, прошедшие через трубки, улавливаются установленными в сливном водоводе сетками и вновь возвращаются в насос для подачи в напорный водовод.

Количество подаваемых резиновых шариков определяется из расчета очистки каждой трубки в период осуществления их циркуляции примерно через 5 мин. Периодичность и продолжительность циркуляции шариков зависят от характера и степени загрязненности воды. При агрессивной воде, например морской, интервалы между включениями установки для шариковой очистки трубок должны быть более продолжительными во избежание повреждения защитной оксидной пленки на поверхности металла.

Этот метод, получивший широкое распространение за рубежом, проходит в СССР опытно-промышленную проверку, по окончании которой смогут быть даны более конкретные рекомендации по его применению.