Технологические аспекты выбора оптимальных схем обессоливания питательной воды парогенераторов ТЭС и промышленных предприятий

Малахов И.А. , доктор техн. наук, Аскерния А.А. , Боровкова И.И. , кандидаты техн. наук, Малахов Г.И. , инж. ООО «Энергоэкосервис» — НИИ КВОВ — ОАО «Теплоэлектропроект» — компания «Дау Кемикл»

В начало

   В предлагаемой схеме обессоленную воду после обратного осмоса необходимо смешивать с частично обессоленной водой после первой ступени и подавать на вторую ступень действующей установки ИО. Как правило, Н- ОН-фильтры второй ступени способны повысить производительность в результате увеличения скорости фильтрования до 40...50 м/ч.
   При этом содержание SiO2 и ее полимерных форм в смеси, поступающей на вторую ступень ионообменного обессоливания, будет существенно ниже, чем при автономной работе действующей установки ИО. Качество обессоленной воды после второй ступени будет соответствовать нормативным требованиям.
    При подготовке воды для питания парогенераторов давлением 9,8 МПа на многих ТЭС возникают проблемы, связанные с получением обескремненной добавочной воды из-за отсутствия в схеме ВПУ стадии обескремнивания. Допустимое содержание SiO2 в питательной воде ГРЭС и отопительных ТЭЦ указанных параметров составляет 80 мкг/л, а в питательной воде ТЭЦ с производственным отбором пара этот показатель устанавливается теплохимическими испытаниями.
    На многих ТЭС традиционной для парогенераторов этих параметров была схема ВПУ, включающая известкование, коагуляцию FeSO4 и магнезиальное обескремнивание в осветлителях, осветление на механических фильтрах и двухступенчатое Na-катионирование. Причем магнезиальное обескремнивание вследствие нетехнологичности процесса в дальнейшем не нашло широкого применения. В последние годы в связи с высокими удельными расходами топлива на среднем давлении пришлось отказаться от конденсата пара котлов среднего давления для питания парогенераторов высокого давления. Поэтому при использовании различных типов природных вод возникала проблема обеспечения качества питательной воды по содержанию SiO2.
    Для решения этой проблемы применяется комплекс технических решений: повышение степени удаления SiO2 (до 50...60 %) в процессе известкования, сокращение потерь конденсата на ТЭЦ и у потребителей пара, улучшение качества пара увеличением размеров продувки парогенераторов и повышением эффективности паропромывки. Однако при реализации этих мер удается лишь частично улучшать качество питательной воды и пара по содержанию SiO2. Поэтому, принимая во внимание способность обратноосмотических мембран извлекать из воды до 90.. .99 % различных форм кремниевой кислоты, принципиальным решением указанной проблемы для ТЭС с парогенераторами давлением 9,8 МПа является использование обратного осмоса в схеме ВПУ.
    Указанное решение было успешно реализовано авторами данной статьи в схеме ВПУ Новомосковской ГРЭС. Следует также отметить низкий эффект удаления анионитами полимерных и коллоидных форм кремнекислоты, что также стимулирует необходимость использования ОО в схемах ВПУ.


    Традиционная схема подготовки добавочной воды парогенераторов среднего давления (3,9 МПа) также включает двухступенчатое Na- или H-Na-катионирование. Качество добавочной воды для подпитки барабанных котлов высокого (9,8 МПа) и среднего (3,9 МПа) давления не нормируется. Оно должно быть таким, чтобы обеспечивалось соблюдение норм качества питательной воды. Поэтому для котлов обоих параметров предлагаются идентичные схемы с использованием обратного осмоса. Возможно его комбинирование с предварительным или последующим Na-катионированием.
    При предварительном Na-катионировании (жесткость поступающей на ОО умягченной воды не более 100 мкг-экв/л) жесткость пермеата не выше 3... 5 мкг-экв/л будет соответствовать требованиям к качеству питательной воды парогенераторов давлением 9,8 МПа— 1 мкг-экв/л и для парогенераторов давлением 3,9 МПа — 5 мкг-экв/л. В схеме водоподготовки, включающей ОО с последующим Na-катионированием, жесткость пермеата не будет превышать 100 мкг-экв/л и, следовательно, после доумягчения его качество также будет удовлетворять указанным выше требованиям для питательной воды парогенераторов указанных давлений.
    Выбор первой или второй схемы определяется с учетом их экономической эффективности, наличия ограничений на сброс минерализованных стоков от Na-фильтров, ограничений на количество сбрасываемого концентрата ОО, возможности и необходимости его применения в теплосети или в системе оборотного водоснабжения и других факторов. На экономичность выбора схемы предварительного Na-катионирования могут влиять также местные условия, как например, наличие существующей Na-катионитной установки добавочной воды котлов или теплосети, возможность использования фунтовых рассолов для регенерации Na-фильтров и др.
    Следует отметить, что рассмотренные схемы обратного осмоса с последующим Na-катионированием пеpмеата не применимы для котлов-утилизаторов давлением выше 5 МПа. Конструктивные особенности этих котлов требуют более глубокого обессоливания добавочной воды по сравнению со станционными барабанными котлами давлением 9,8 МПа, т.е. в данном случае необходимо ионообменное обессоливание пермеата после обратного осмоса.

Такое решение реализовано авторами данной статьи для Сочинской ТЭС.

читать далее