Введение 5
1 Предпосылки модернизации существующей системы водоподготовки для
подпитки тепловой сети 8
1.1 Краткое описание основного оборудования и показателей работы
Минусинской ТЭЦ 8
1.2 Описание технологической схемы и оборудования существующей ВПУ 13
1.3 Определение фактического потребления подпиточной воды на Минусинской
ТЭЦ 16
1.4 Анализ эффективности работы существующей ВПУ, проблемы и пути
модернизации 18
2 Разработка новой технологической схемы ВПУ 29
2.1 Реконструкция схемы подготовки воды для подпитки теплосети 29
2.2 Сущность технологического процесса 30
2.3 Оборудование модернизированной ВПУ 35
3 Технико-экономическое обоснование модернизации, эксплуатация ВПУ и
охрана труда 44
3.1 Технико-экономические показатели модернизированной ВПУ 44
3.2 Эксплуатация схемы ВПУ после модернизации 47
3.3 Вопросы охраны труда 53
Заключение 67
Список используемых источников 70
Приложение А 73
Приложение Б 74
Приложение В 75
Приложение Г 76
Приложение Д 77
Приложение Е
Электроэнергетика России, имея общую мощность электростанций более двухсот миллионов МВт и развитую систему линий электропередач, в настоящее время достаточно надежно обеспечивает народное хозяйство электрической и тепловой энергией. Однако в последние два десятилетия развитие отрасли, которое исторически сопровождалось совершенствованием научно-технических достижений, стало неуклонно замедляться из-за негативных тенденций в экономике страны, что привело к закономерному устареванию имеющегося оборудования и износу основных фондов объектов энергетического хозяйства страны.
В условиях возрастающей доли устаревшего энергетического оборудования электростанций весьма актуальной становится задача обоснования направлений развития генерирующих мощностей. На первых этапах эта задача сводится к выбору мероприятий, препятствующих снижению суммарной располагаемой мощности действующих электростанций России. Для этого разрабатывается программа их обновления, в которой предусматривается:
— продление сроков службы действующего основного оборудования;
— замена устаревшего оборудования на аналогичные и модернизированные образцы;
— замена действующего оборудования новым, обеспечивающим производство электроэнергии по более прогрессивным технологиям.
Программа обновления объектов электроэнергетики должна обеспечивать минимизацию затрат на ее реализацию и способствовать внедрению новой техники и прогрессивных технологий. При этом следует учитывать, что успешное развитие электроэнергетики возможно только в условиях высокой степени концентрации финансовых ресурсов. Особенно остро необходимость обновления энергетического оборудования проявляется на тепловых электростанциях (ТЭС), многие из которых работают за пределами амортизационных сроков службы.
Продуктами теплоэнергетического производства ТЭС, помимо очевидной электрической энергии, являются: тепловая энергия, отдаваемая в виде горячей воды в теплофикационных закрытых (отопительных) или открытых сетях; пар, используемый для различных технологических нужд соседними предприятиями; иногда вода для питья и хозяйственных надобностей в районах, лишенных природных пресных вод, т.е. вода в том или ином виде.
Кроме того, в самом технологическом цикле производства теплоты и электрической энергии на ТЭС вода в различных агрегатных состояниях является теплоносителем.
Надежность и экономичность работы оборудования ТЭС и тепловых сетей в значительной степени зависит от надежности работы системы водоподготовки и состава исходной технологической воды, в том числе от содержания в ней тех или других примесей.
Использование воды в паровых котлах и сетевых подогревателях связано с рядом затруднений, возникающих из-за содержащихся в воде веществ, нарушающих нормальную работу теплообменного оборудования вследствие возникающих на поверхностях нагрева отложений, которые, обладая низкой теплопроводностью, вызывают перегрев металла труби уменьшение проходных сечений, что приводит к снижению надежности и экономичности теплоснабжения.
Таким образом, обеспечение надежного и экономичного теплоснабжения потребителей предполагает предотвращение накипных отложений и солевых запасов, а также коррозийных повреждений оборудования, что возможно и необходимо делать за счет использования актуальной системы водоподготовки. В настоящей выпускной квалификационной работе объектом исследования является Минусинская ТЭЦ ОАО «Енисейская ТГК (ТГК-13)», а предметом исследования - водоподготовительная установка (ВПУ) для тепловой сети.
Цель работы - разработка проекта модернизации водоподготовительной установки для тепловой сети Минусинской ТЭЦ.
Достижение поставленной цели может быть достигнуто за счет последовательного выполнения следующих задач:
— анализа состояния и работы существующей ВПУ для подпитки тепловой сети на Минусинской ТЭЦ;
— разработка путей и технико-экономического обоснования модернизации ВПУ;
— разработка новой технологической схемы ВПУ, включая выбор оборудования и расчет расхода необходимы реагентов;
— разработка схемы эксплуатации ВПУ с учетом модернизации;
— экономический анализ модернизации;
— рассмотрение вопросов охраны труда.
На Минусинской ТЭЦ имеет место водоподготовительная установка проектной мощностью 800т/ч (на данный момент работает с частичной загруженностью в 230т/ч), которая предназначена для обработки подпиточной воды с целью предупреждения всех видов отложений и коррозионных повреждений на внутренних поверхностях теплосилового оборудования.
Однако в связи с проблемой несоблюдения температурного графика, при повышении температуры сетевой воды выше 118°С, происходит понижение индекса рН, что приводит к интенсификации отложений на трубных пучках бойлеров теплофикационной установки. Поэтому необходимо было найти такое технологическое решение при модернизации ВПУ ТЭЦ, которое позволит решить данную проблему.
В существующей схеме ВПУ МТЭЦ (подкисление, декарбонизация, деаэрация) подкисление происходит дозированием серной кислоты насосами дозаторами в зависимости от расхода подпиточной воды (в ручном режиме) на вход Н-буферных фильтров заполненных фильтрующим материалом КУ2-8. Чтобы выдержать рН 8,3-9,0, необходимо держать щелочность 0,2-0,8 мг-экв/дм3, но такой режим затруднителен ввиду частых изменений расхода подпиточной воды. Кроме того, при малейшей передозировке кислоты возникает опасность получение коррозионно-активной воды.
Анализ имеющейся схемы позволил сделать вывод, что данный метод ВПУ необходимо заменить на метод полной очистки химочищенной воды, который реализуется в схеме Н-катионирования с «голодной» регенерацией и заменой фильтрующего материала (т.к. имеющийся КУ2-8 уже выработал свой ресурс).
Для замены КУ2-8 были предложены два фильтрующих материала: карбокислый катионит Амберлайт IRC-86 и Сульфоуголь.
При сравнении качества, экономических затратах на закупку и затрат на эксплуатацию этих двух материалов, был сделан вывод о целесообразности использования фильтрующего материала Амберлайт IRC-86, для применения которого необходима поузловая модернизация схемы. Также сравнили Амберлайт IRC-86 с заменяемым КУ2-8, чтобы убедиться, что он не будет уступать новому материалу по эксплуатационным характеристикам .
Чтобы применить в работе Амберлайт IRC-86, необходимо произвести следующую поузловою модернизацию:
- замена дренажного трубопровода и трубопровода подачи кислоты с узлом смешения с Ду 100 на Ду 150(41м.);
- замена существующей арматуры с Ду100 на Ду150 согласно прилагаемой схемы (11 шт.);
- установка на дренажном-отмывочном коллекторе контрольного прибора рН -метра (есть в наличии);
- на входе воды в фильтр установлены расходомерные шайбы и показывающие приборы по расходу воды (есть в наличии);
- замена нижних распределительных устройств (НДРУ).
Остальное оборудование замене не подлежит и остается в работе без изменений.
Проведение модернизации позволит увеличить отпуск тепловой энергии в последующие отопительные сезоны, а, следовательно, и приведет к росту прибыли МТЭЦ. Кроме этого, будет исключен риск наложения штрафов надзорных органов за невыдерживание температурного графика.
Следует также отметить, что применение карбоксильного катионита Амберлайт IRC-86:
-позволяет улучшить органолептические свойства воды в системе горячего водоснабжения в десятки раз по сравнению с гигиеническими требованиями ГОСТ «Вода питьевая»;
-снизить расход воды на собственные нужды в 2 раза;
- увеличить фильтроцикл в 4 раза;
-увеличить интенсивность использования существующего оборудования в 2-3 раза;
- снизить материальные и трудовые затраты на ежегодную досыпку фильтрующего материала в 10 раз.
Исходя из почти двадцатилетнего опыта эксплуатации химводоочистки подпитки теплосети, можно утверждать, что для открытых систем теплоснабжения наиболее целесообразно применение предлагаемого карбоксильного катионита.
Анализ затрат на модернизацию схемы и закупку материала показал, что они окупятся в течение приблизительно двух лет эксплуатации.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
