Введение 7
Глава 1. Патентно-информационный обзор методов водоподготовки для энергетических котлов 10
1.1. Обзор патентной литературы 11
1.2. Методы водоподготовки, применяемые на теплоэлектростанциях 23 Глава 2. Теоретические исследования особенностей мембранных
установок в водоподготовке теплоэлектростанций и анализ их энергоэффективности 36
2.1. Мембранные установки в схемах подготовки воды на
теплоэлектростанциях 36
2.2. Конструкция мембранных установок 40
2.3. Выбор оптимальной технологической схемы водоподготовки 48
2.4. Сравнение энергетической эффективности различных установок
водоподготовки 51
Глава 3. Разработка способа реконструкции химического цеха НЧ ТЭЦ на основе мембранных технологий 58
3.1. Примеры внедрения мембранных установок на энергопредприятиях 58
3.2. Выбор оборудования для водоподготовки по техническим
характеристикам 64
3.3. Разработка способа водоподготовки химического цеха НЧ ТЭЦ на
основе мембранных технологий 68
3.4. Расчет экономической эффективности работы
Выводы 88
Список используемой литературы 89
Приложения
Актуальность темы. В рамках «Стратегии - 2020» программы развития российской энергетики при строительстве новых теплоэлектростанций и выводе из строя устаревших предпочтение отдается предприятиям, основанным на парогазовых технологиях, которые более экономичны и более экологически чистые. К качеству добавочной воды для подпитки пароводяного контура парогазовых установок предъявляются особенно высокие требования. Подготовка обессоленной воды на существующих водоподготовительных установках теплоэлектростанций, в том числе и на Набережночелнинской ТЭЦ, осуществляется методом ионного обмена, что связано с образованием большого количества минерализованных сточных вод.
Одним из наиболее перспективных и эффективных способов обеспечения необходимых показателей качества обессоленной воды является применение мембранных технологий водоподготовки, и еще лучше и интереснее становятся схемы водоподготовки, основанные по интегрированных мембранных технологиях.
Небольшой расход реагентов, простота эксплуатации и компактность оборудования, малое количество сточных промышленных вод являются преимуществами мембранных технологий. Повышенные цены на химические реагенты, исходную воду, ужесточение норм по качеству и количеству сточных вод увеличил привлекательность мембранных технологий в последнее время.
Поскольку на НЧ ТЭЦ планируется внедрение новых современных парогазовых установок, которые имеют больший КПД (90-92%), значит и качество водоподготовки должно будет соответствовать более высоким требованиям, и в тоже время должно быть энергоэффективным, что делает проблему реконструкции химического цеха НЧ ТЭЦ на основе мембранных технологий актуальной задачей.
Степень разработанности. Теоретической и методологической базой работы служат положения и выводы трудов отечественных и зарубежных ученых в области водоподготовки. В процессе исследования использовались материалы научных семинаров и конференций, а также документы компаний, затрагивающие заданную тематику. Использованы фундаментальные и прикладные исследования по теме, а также результаты отечественных предприятий.
В работе были использованы наработки российских (Беликов С.Е., Гавриленко С.С., Милуш В.В., Чичирова Н.Д. и др.) и зарубежных авторов относительно установок водоподготовки на теплоэнергетических предприятиях, также рассмотрены виды мембранных технологий обработки вод; примеры реконструкции химических цехов, технические разработки научно-производственного предприятия «Биотехпрогресс» и ИЦ «Энергопрогресс», являющихся лидерами среди российских компаний по освоению и внедрению новых технологий.
Цель работы: разработка рекомендаций по реконструкции существующей водоподготовительной установки в химическом цехе НЧ ТЭЦ на более энергоэффективную, основанную на мембранных технологиях.
Из поставленной цели вытекает ряд основных вопросов:
1. Провести обзор применения существующих технологий водоподготовки для ТЭС, сравнение их энергоэффективности.
2. Обосновать необходимость реконструкции водоподготовки на примере химического цеха НЧ ТЭЦ.
Объектом исследования является водоподготовительная установка на теплоэлектростанции, обладающая потенциалом повышения энергоэффективности.
Предмет исследования - способ реконструкции водоподготовительной установки.
Научная новизна:
- Регенерация водяных потоков для повышения экономической эффективности водоподготовительной установки.
- Повышение энергоэффективности установки за счет вторичного использования тепловой энергии энергетических котлов.
Практическая значимость работы. Разработан способ веденного анализа методики, а именно водоподготовительных установок на базе мембранных технологий для парогазовых ТЭС, могут быть использованы при реконструкции химических цехов ТЭС.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, основных выводов, списка литературы из 34 наименований и приложения. Работа изложена на 93 страницах, включающих 3 таблицы и 26 рисунка.
По материалам диссертации опубликовано: 1 тезис и 1 статья в сборниках научных конференций.
1. Обессоливающая установка Набережночелнинской ТЭЦ по своим техническим показателям не соответствует ужесточённым нормам водоподготовки и без реконструкции дальнейшее улучшение показателей работы проблематично.
2. Модернизация части обессоливающей установки по современной мембранной технологии, является одним из перспективных направлений. Преимущество таких технологий: возможность эффективной очистки воды с высоким содержанием взвешенных и коллоидных веществ, бактерий, вирусов; минимальные энергозатраты; компактность оборудования; полная автоматизация технологических процессов.
3. В результате реконструкции водоподготовительной установки в химическом цехе Набережночеднинской ТЭЦ на основе мембранных технологий повысится качество обработанной воды (жесткость по сравнению с традиционной технологией снизится в 3 раза, содержание хлоридов, соединений железа также снизится более чем в 3 раза). За счет снижения расхода химических реагентов солесодержание сточных вод химического цеха значительно уменьшится по таким ингредиентам, как нитраты, железо, сульфаты, хлориды, СПАВ.
4. После реконструкция управление технологическими процессами будет осуществляться на базе комплексной автоматизированной системы, что обеспечит контроль, сигнализацию, защиту, дистанционное управление.
5. На основании расчетов технико-экономических показателей выявлено, что себестоимость обессоленной воды снизится в 1,8 раз, сократиться расход воды на гидравлические, химические промывки и повысится выход очищенной воды, Расчетный экономический эффект от реализации проекта составит - примерно 115,5 млн. руб./год. А срок окупаемости проекта реконструкции водоподготовительной установки НЧ ТЭЦ будет - 4-5 лет.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
