Обработка циркуляционной воды и методы борьбы с загрязнением конденсаторов турбин.

Обработка циркуляционной воды преследует следующие задачи:

1. Мех. очистка от посторонних примесей.

2. Уменьшение или поддержание на заданном уровне карбон. жесткости.

3. Борьба с органическими загрязнениями и т. д.

В зависимости от степени загрязнения воды и её солевого состава приходится периодически производить чистку конденсаторных трубок.

В большинстве случаев это делают (без остановки турбин, как правило, при снижении ее мощности наполовину) механическим, физическим или хим. методом.

Хим. очистка конденсата производится хлорированием охлажденной воды и кислотной промывкой конденсатных трубок.

Физ. методы в основном используются для очистки конденсата от органических обрастаний. Одним из этих методов явл. период промывки конденсата потоком горячей воды, которая убивает микроорганизмы при t = 40 – 50 ⁰С.

Наиболее трудным является удаление накипи со стенок трубок. Низкотемпературная накипь в основном (на 80 – 90%) состоит из карбоната кальция (СаСО₃).

Применяют следующие профилактические мероприятия по борьбе с низкотемпературным накипеобразованием:

1. Продувку циркуляционной системы.

2. Умягчение воды известкованием.

3. Подкисление воды.

4. Фосфатирование воды.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРИЕМЫ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ВОДЫ.

Продувка. С добавочной водой в систему оборотного водоснабжения непрерывно вносятся соли временной жесткости, их концентрации повышены, так как при выпаривании воды соли из системы не выносятся. Во избежание чрезмерного повышения концентрации солей временной жесткости в циркуляционной воде во всех системах оборотного водоснабжения необходимо осуществлять периодическую или непрерывную продувку. Это достигается путем периодического или непрерывного переполнения сборного бассейна градирни или брызгальной установки, при котором избыток воды через переливную воронку сбрасывается в канализацию.

Известкование. Этот метод имеет целью умягчение циркуляционной воды путем введения в нее известкового молока Са(ОН)₂. Взаимодействуя с Са(ОН)₂ бикарбонаты кальция и магния переходят в практически нерастворимые СаСО₃ и Мg(ОН)₂, которые удаляются из цирк. системы в виде шлама.

Подкисление. Обработка цирк. воды подкислением основана на нейтрализации бикарбонатной щелочности свободным ионом водорода при введении в воду соляной или серной кислоты. Образующаяся при этом свободная углекислота содействует стабилизации оставшейся в цирк. воде карбонатной жесткости.

Фосфатирование. Этот метод основан на активно-поверхностных свойствах гексаметафосфатов или ортофосфатов натрия добавляемых в небольших количествах к цирк. воде. Благодаря действию фосфатов удается затормозить процесс кристаллизации СаСО₃ на поверхностях нагрева и высадить углекислый кальций в виде шлама за пределами теплообмен. Поэтому процесс обработки цирк. воды фосфатированием необходимо сочетать с продувкой системы.

Генеральный план и компоновка главного корпуса электростанций.

РАСПОЛОЖЕНИЕ И ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ.

Необходимость сооружения эл. ст., её мощность, тип КЭС или ТЭЦ и единичная мощность агрегатов в общем случае определяется развитием эл. сетей, межсистемных энергетических связей, нагрузке района и объектов в месте расположения эл. ст.

Выбор места расположения эл. ст. является сложной технико-экономической задачей, решение которой связано с многими факторами. Наиболее существенными предопредел. местоположения районных ТЭЦ явл.:

1. Близость к потребителю эл. эн. (передается при высоком напряжении (500кВ) на расстояние  100 км.). Однако возможность дальнейшей передачи эл. эн. не исключает целесообразность приближения эл. ст. к потребителю эл. эн., что уменьшает потери в линиях эл. передачи и затраты на их сооружение. В настоящее время гор. вода транспортируется на расстояние 25 км, а пар 8 – 12км. Этим определяется необходимость приближения ТЭЦ к потребителю теплоты.

2. Обеспечение эл. ст. топливной базой и близость к ней. Транспорт углей с большим балластом ограничен 150 – 200 км.

3. Наличие близко расположенных и достаточно ёмких источников водоснабжения. Это требование явл. одним из важнейших при решении вопроса о выборе места и пл. эл. ст. Расходы воды на конденсацию пара очень велики. Например, для эл. ст. 2400 МВт требуется  84 м³/с. Обычно на ТЭЦ используются градирни или брызгательные бассейны. Однако при этом требуется подача свежей воды 5 – 10% её расхода на конденс.. Расстояние эл. ст. от источников воды должно быть минимальным. Кроме того, пл. эл. ст. не должна значительно превышать уровень воды в источнике, откуда она забирается насосами, что определяется требованиями мин. расхода эл. эн на водоснабжение.

4. Достаточные размеры площадки для эл. ст.

Территория должна быть достаточной, для размещения основных и вспомогательных сооружений эл. ст. Площадь участка, необходимого для сооружения районной эл. ст. большой мощности в пределах ограды составляет 0,04 – 0,06 га /МВт. С увеличением мощности необходимо размеры площадки увеличивать незначительно.

Площадка, необходимая для современных пром. эл. ст. средней мощности с учетом вспомогательных сооружений эл. ст. с аналогичными сооружениями предприятия (ХВО, водосн-е, склады топлива, маслохозяйство, ремонтные мастерские, бытовки), составляет 0,01 – 0,03 га /МВт. Площадка для ТЭЦ желательна прямоугольной формы с отношением сторон 1 : 2 или 2,5 : 4.

5. Характеристика и расположение площадки. Рельеф площадки желательно ровный, с уклоном до 0,5 – 1%, обеспечивающий удобный отвод поверхностных вод. Площадка должна быть незатопляемой с уровнем грунтовых вод 3 – 4 м. Грунты должны допускать уд. нагрузку 2 – 2,5 кг/см², при которых возможны сооружения зданий и установка агрегатов с вращающимися частями. Протяженность путей, связь эл. ст. с ж/д и автострадой – не более 10 км.

Эти требования относятся и к выбору площадок и для пром. ТЭЦ, но место их расположения предопределяется расположением предприятия. Пром. эл. ст. обычно располагаются ближе к производственному потребителю пара и к технолог. установкам, от которых получают гор. газы и пар.

В состав современных эл. ст. входят следующие здания и сооружения:

1. Главный корпус, в котором размещается основное и вспомогательное оборудование.

2. Главное распределительное устройство со щитом управления и распределительное устройство собственного расхода.

3. Циркуляционная насосная, градирни или брызгательные бассейны.

4. ХВО

5. Комплекс топливного хоз-ва – приемные и размольные устройства, склады топлива, устройства для транспортировки топлива.

6. Маслохозяйство.

7. Ремонтные мастерские и склады материалов.

8. Служебный корпус, в котором размещаются административные и культурно-бытовые помещения.

Основные положения по созданию рационального генерального плана эл. ст. следующие:

По отношению к ближайшему району эл. ст. желательно располагать с подветренной стороны для господствующих ветров и отделять от границ жилых районов санитарно-защитными зонами, которые определяются в зависимости от типа эл. ст., её мощности, вида топлива, Правилами строительства промышленных предприятий.

Расположение зданий и сооружений на генеральном плане должно производиться с учетом технол. зависимостей вспомогательных служб по отношению к основному оборудованию с соблюдением необходимых противопожарных и санитарных разрывов, макс. блокировки производственно-вспомогательных зданий и сооружений для сокращения площадки застройки и инж. коммун., расположение ж/д станций и топливных складов вне ограды пром. площадок, архитектурное оформление застройки.

Главное здание эл. ст. размещается таким образом, чтобы оно могло свободно расширяться в сторону одного из торцов здания. Учитываются требования мин. протяженности коммун. охл. воды, сетей теплофикации, выводов линий электропередачи и золопроводов.

Основной въезд на территорию эл. ст. организовуют обычно со стороны временного торца главного корпуса. Топливное хозяйство располагают со стороны помещения парогенератора. Склады топлива выносятся за пределы ограды эл. ст. Водное хозяйство – градирни, брызгательные бассейны, циркуляционные водоводы и прочее – желательно располагать со стороны машинного зала.

Все эл. х-во – главное распределительное устройство, щитовой блок, если они располагаются за пределами главного корпуса, находятся со стороны машинного зала на мин. допустимом от него расстоянии в целях сокращения кабельных соединений между ними.

Ко всем основным зданиям и сооружениям в пределах площадки подводятся ж/д пути широкой колеи: к помещению парогенератора и к машинному залу (со стороны временного торца), к открытой и закрытой подстанции (при наличии трансформатора массой  10т.), к распределительному устройству собственного расхода, разгрузочному устройству и складу топлива, нефтехозяйству и ХВО.

Территория эл. ст. должна иметь два автоматических въезда – основной и запасной.

КОМПОНОВКА ГЛАВНОГО КОРПУСА ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.

Главным корпусом тепловой электростанции называют главное её здание, внутри которого размещается основное и связанное с ним вспомогательное энергетическое оборудование, осуществляющее главный технологический процесс.

Главный корпус занимает особое центральное место, к которому стекаются и от которого отходят разнообразные технологические потоки.

Так в главный корпус подается топливо, вода для охлаждения отработавшего пара турбин и других целей. Из главного корпуса отводятся охлажденная вода после конденсаторов, дымовые газы парогенераторов, шлак и зола. Из главного корпуса отводится конечная продукция – эл. эн., тепло с паром или гор. водой.

В состав главного корпуса входят два основных отделения: парогенераторный и турбинный (машинный) зал и, кроме того, так называемые промежуточные помещения между котельным и машинным залом для различного вспомогательного оборудования турбин и парогенераторов. Промежуточное помещение выполняют многоэтажным (в виде «этажерок»); наличие его способствует устойчивости строительных конструкций главного корпуса, включающих колонны наружных (фасадных) стен машинного зала и отдел. парогенераторов.

В промежуточном помещении находятся деаэраторы с баками, иногда бункеры топлива и оборудование пылеприготовления. Оно является двухпролетным, состоящим из деаэраторов и бункерных отделений или однопролетным в виде совмещенного бункерно-деаэраторного помещения. Кроме того, в нем размещают РОУ и БРОУ, трубопроводы, эл. распределительные устройства собственного расхода и тепловые щиты, в том числе блочные щиты управления. Эти щиты размещают на основном уровне обслуживания, составляющем 9 – 11 м и совпадающим с таковым в помещении турбоагрегатом и парогенератором. Бункерное и совмещенное бункерно-деаэраторное помещения входят в состав парогенераторного отделения. Отдельно выполненные деаэраторные помещения относят к машинному залу.

В отдельных случаях, например на некоторых газомазутных ТЭС, промежуточное помещение отсутствует, что удешевляет здание, но затрудняет размещение вспомогательного оборудования.

Часть вспомогательного оборудования промежуточного помещения: воздухоподогреватель промежуточного типа, золоулавитель - размещают, как правило, на открытом воздухе. Дымососы и дутьевые вентиляторы устанавливают на открытом воздухе при использовании газа и мазута во всех климатических районах, при использовании твердого топлива – при расчетной температуре отопления выше, чем -28 ⁰С. Дымовые трубы железобетонные (или с металлическими стволами) сооружают вблизи главного корпуса со стороны парогенераторного помещения.

При благоприятных условиях, в районах с теплым климатом, на открытом воздухе, возможно расположить также и основное оборудование: парогенераторы, специально выполняемые, и турбоагрегаты, защищенные легкими укрытиями. Конденсац. помещения , теплообм. с насосами выполняются закрытыми.

Под компоновкой главного корпуса эл. ст. понимают взаимное размещение оборудования и строительных конструкций, а также отдельных его помещений. Для вновь проектируемой эл. ст. выбор компоновки имеет большое техническое и экономическое значение.

При правильной и целесообразной компоновке главного корпуса должны соблюдаться следующие требования:

1. Обеспечение надежного, бесперебойного и удобного осуществления технологического процесса, в частности соблюдение необходимого уклона (60 – 65⁰ к горизонту) стенок бункеров топлива для беспрепятственного его продвижения к месту выхода из бункера (устья) необходимой высоты размещения баков питательной воды над питательными насосами (обычно примерно 20м) и т. д.

Пожароопасные вещества (машинное масло, мазут) надежно изолируют и удаляют от горячих элементов оборудования; баки воды не размещают непосредственно над электротехническим оборудованием; газопроводы размещают в верхней части парогенераторного помещения. Оборудование с взрывоопасными веществами (ресиверы сжатого воздуха и др.) размещают вне главного корпуса и т. п.

Строительные конструкции не должны подвергаться вибрации, вызываемой работой вращающихся механизмов.

2. Экономичность сооружений и эксплуатации. Стоимость сооружения (капитальные вложения) главного корпуса, затраты материала на строительные конструкции и различные технологические линии (паропроводы, водопроводы, воздухопроводы, газопроводы и др.) должны быть возможно наименьшими. С этой целью технологически связанное оборудование по возможности должно быть сближено.

3. Удобство эксплуатации сооружения и монтажа оборудования главного корпуса. Компоновка должна предусматривать удобное централизованное автоматическое управление работой агрегатов и энергоблоков, удобные места для размещения щитов и пультов управления. Для контроля работы оборудования, его ревизии, ремонта должен быть обеспечен доступ к элементам оборудования.

Для проведения монтажных и ремонтных работ обязательна установка в машинном зале 1-2 мостовых эл. кранов. В помещении парогенераторов устанавливается 1-2 мостовых эл. крана.

Въезд на ТЭЦ допускается только со стороны временного торца (ж/д въезд). Устраивают ж/д въезд также в парогенераторное отделение, в которое предусматривается также въезд автотранспортом, электрокарами и тягачами. Боковые въезды для автотранспорта предусматриваются примерно через каждые 200 м длины помещения парогенераторов (со стороны дымососной).

В целях индустриализации строительства широко применяют сборные железобетонные и стальные конструкции.

4. обеспечение должных санитарно-гигиенических условий труда персонала эл. ст.

КОМПОНОВКА ПОМЕЩЕНИЯ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ.

На современных эл. ст. принято однорядное размещение парогенераторов в здании. Тип компоновки парогенераторной установки определяется следующим: типом и размещением парогенераторов, видом и подготовкой топлива, взаимным размещением бункеров и пылеприготовительным оборудованием, размещением золоуловительной и тягодутьевой установки.

На современных ТЭС применяются парогенераторы П, Т, Г – образного или башенного типа.

На ТЭС с индивидуальной системой пылеприготовления бункерное отделение размещается со стороны машинного зала (внутреннее бункерное отделение) или со стороны наружной стены здания (наружное бункерное отделение). Реже размещают бункеры между парогенераторами.

Размеры бункеров сырого угля принимают такими, чтобы обеспечить для каменных углей и АШ запас не менее чем на 8 ч, для бурых углей и сланца – на 5 ч, для торфа – на 3ч работы п.г.с. полной нагрузки.

Угол наклона стенок бункеров сырого угля принимают не менее 60⁰. Выходное сечение бункеров сырого угля выполняют со сторонами не менее 1м.

Полезную ёмкость промежуточных бункеров пыли принимают исходя из запаса не менее 2 – 2,5 – часового номинального расхода.

Шаровые барабанные мельницы устанавливаются в бункерном отделе; быстроходные мельницы – непосредственно у фронта парогенераторов, в основной части п.г. здания.

Золоуловители (электрофильтры), дымососы и дымовые трубы располагают на уровне земли, вблизи наружной стены помещения парогенераторов.

КОМПОНОВКА МАШЗАЛА.

Маш. зал разделяется по высоте на два помещения: в верхнем устанавливается турбоагрегат, в нижнем – конденсационном – размещают фундамент турбоагрегата, конденсаторы и вспомогательное оборудование, регенераторы и сетевые подогреватели и др. теплообменники, питательные, конденсатные, дренажные и прочие насосы. Насосы охлаждающей воды конденсационных турбин также устанавливаются в конденсационном помещении, если уровень воды в источнике водоснабжения колеблется в небольших пределах и не требуется значительно заглублять насосы.

Под полом конденсационного помещения возможно устройство подвала глубиной 3-4 м, в котором размещаются насосы, прокладываются трубопроводы охл. воды, электрические кабели и другие коммуникации.

Между верхним и нижним помещением сплошного перекрытия не выполняют; это позволяет обслуживание мостовым краном не только турбоагрегатов, но и вспомогательного оборудования в конденсационном помещении. Вокруг турбоагрегатов устраивают площадки обслуживания, соединяемые переходами с галереями, идущими вдоль колонн и стен машинного зала. Между площадками обслуживания и галереями остаются проемы, позволяющие обслуживать вспомогательное оборудование основным мостовым краном. Такое общепринятое расположение турбоагрегатов в машинном зале называется «островным».

Здание машинного зала имеет колонны, верхнее перекрытие с кровлей, продольные и торцевые стены. Одну из торцевых стен, со стороны основного подъезда к главному корпусу выполняют постоянной, другую временной, иногда передвижной на катках. Расстояние между колоннами (продольный их шаг) для крупных эл. ст. выполняют 12 м. Основные строительные конструкции выполняют из сборного железобетона, их размеры должны быть кратны 3 м, так называемому «модулю сб. ж. б.».

Возможны два способа расположения турбоагрегатов:

- продольное – ось турбоагрегатов параллельна оси машинного зала;

- поперечное - оси перпендикулярны оси машинного зала.