Технология глубокого обессоливания добавочной воды на ТЭС с утилизацией сточных вод
 

 

Технология глубокого обессоливания добавочной воды на ТЭС с утилизацией сточных вод

Малахов И.А. , доктор техн. наук, Аскерния А.А. , Боровкова И.И. , кандидаты техн. наук, Малахов Г.И. , Роговой В.А. , Лебедев В.Ю. , Величкина Н.Н. , инженеры

МЭИ — НИИКВОВ — ОАО «Теплоэлектропроект» — ЗАО НИСКО ИНАКВА — ОАО фирма «ОРГРЭС» — ОАО «Ростов теплоэлектропроект»

Представлены результаты научно-технических и проектных разработок в области обратноосмотического обессоливания воды на ТЭС

   В настоящее время в качестве наиболее экономичной и экологически совершенной схемы подготовки добавочной воды на ТЭС с парогенераторами высокого и сверхкритического давления признана схема водоподготовительной установки (ВПУ) с последовательным обратноосмотическим и ионообменным обессоливанием [1—5]. Однако число российских ТЭС, где применяется такая технология, весьма ограниченно (ТЭЦ-23 Мосэнерго, Нижнекамская ТЭЦ-1, Сочинская ТЭС, Новочеркасская ГРЭС).

    Надежность работы обратноосмотических установок (ООУ) зависит от эффективности технологии предподготовки. Другим важным критерием работы ВПУ в целом и ООУ в частности является сброс минерализованных стоков. В преддверии намечающегося широкого внедрения обратноосмотических установок в схемы ВПУ ТЭС актуально рассмотрение технических решений, направленных как на повышение эффективности предподготовки перед обессоливанием в ООУ, так и на сокращение и утилизацию образующихся сточных вод.

    На большинстве ТЭС, где на сегодняшний день внедрены установки обратного осмоса, применяется следующая схема: коагуляция, осветлительное фильтрование (гидроантрацит, кварцевый песок), Na-катионирование (одна или две ступени), фильтрация тонкой очистки (5 мкм или 20 и 5 мкм). Значительно реже применяется подкисление или ингибирование. Такие схемы предподготовки обусловлены тем, что обратноосмотическое обессоливание внедрялось на работающих ТЭС с традиционной схемой ВПУ. Они уже доказали свою надежность, обеспечив работу ООУ с минимальной частотой промывок мембранных элементов (1 раз/год) и удовлетворительной частотой замены фильтров тонкой очистки (6—12 раз/год)
   При реконструкции действующих схем ВПУ с заменой первой ступени химобессоливания обратным осмосом также имеется возможность задействовать высвобожденные фильтры этой ступени в качестве Na-, Н-, или H-Na-катионитной предподготовки перед ООУ. Для большинства внедренных на российских ТЭС ООУ (как с предварительным Na-катионированием, так и без него) характерны относительно низкие значения гидравлического КПД (отношения потока пермеата к потоку исходной воды), составляющие 70...80%. При наличии возможности отвода концентрата ООУ в теплосеть (Новомосковская ГРЭС, Курская ТЭЦ-1) вопрос его утилизации решается достаточно просто. Однако такая возможность имеется далеко не везде, а кроме того, она не всегда реализуема в летний период года. В связи с этим возникает дилемма — сохранять повышенные сбросы концентрата ООУ при относительно низком их солесодержании либо максимально их сокращать и получать при этом солесодержание концентрата 15...30 г/дм .
   Первое решение связано с организационно-техническими условиями, например допустимостью приема значительных объемов концентрата в промышленную канализацию и установленными нормами солесодержания для сбросных вод, либо с возможностью подачи концентрата в теплосеть или в оборотные системы.
   Второе решение может быть вызвано требованиями максимального сокращения объема сбросных вод при условии дальнейшего их использования. В этом случае необходимы умягчение и декарбонизация исходной воды, поступающей на ООУ, так как обработка ингибиторами эффективна в определенном диапазоне слаборастворимых соединений, содержащихся в концентрате ООУ.
   В рассматриваемых схемах данное решение имеет практический смысл при условии использования концентрата для регенерации Na-катионитных фильтров, предвключенных перед ООУ. Это возможно, если концентрация примесей в исходной воде отвечает соотношению Na + (Са + Mg) / Са + Mg > 1,3. В этом случае в концентрате ООУ будет содержаться достаточный избыток натрия по отношению к поглощенным Na-катионитным фильтром катионам жесткости. При этом содержание натриевых солей в концентрате ООУ должно составлять 1,5...3%, обеспечивающее достаточно эффективную регенерацию Na-катионитных фильтров.
   Для достижения этих целей следует: увеличить гидравлический КПД в системе ООУ до 98...99 %, соответственно уменьшив сброс концентрата до 1.. .2 % объема обессоливаемой воды;
обеспечить глубокое умягчение и декарбонизацию исходной воды, что требует применение в схеме предподготовки (после коагуляции и осветлительного фильтрования), Na-катионирования с подкислением или H-Na-катионирования, а при повышенном содержании органических соединений их удаления на фильтрах-органопоглотителях;
применить конструктивный дизайн обратноосмотической установки, предусматривающий после достижения максимальной степени концентрирования в гидравлической системе первого модуля ООУ, продолжить процесс обессоливания в последующих по ходу концентрата модулях ООУ, оснащенных мембранными элементами, работающими под более высоким давлением, необходимым для обработки концентрата данного модуля.
Объем получаемого концентрата должен быть технологически приемлем для обеспечения принятой частоты регенерации Na-катионитных фильтров, т.е. сбалансированности сбора концентрата и его расходования на регенерацию Na-катионитных фильтров.
   В получаемом концентрате необходимо иметь содержание сульфат-, карбонат- и силикат-ионов, исключающее опасность выпадения в объеме загрузки Na-катионитных фильтров слаборастворимых соединений Са и Mg. В связи с этим предпочтительнее на стадии предочистки провести в осветлителях известкование или известковоедконатровую обработку. Как известно, при этом наряду с частичным умягчением и декарбонизацией достигается более эффективное снижение кремниевой кислоты и органических соединений, чем при «чистой» коагуляции.

    

читать далее