Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Разработка способа водоподготовки в химическом цехе НЧ ТЭЦ на основе мембранных технологий

Работа №33426

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

теплоэнергетика и теплотехники

Объем работы103
Год сдачи2019
Стоимость4900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
268
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


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.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!


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.



1. Система очистки воды. США, патент US20160115061A1, C02F 101/20./ Nobuyuki, Ukai Susumu (US), Okino Masayuki, Eda Hideo Suzuki (US), Hiroshi Nakashoji, Shigeru Yoshioka (JP); патентообладатель(и): Mitsubishi Heavy Industries Engineering Ltd.- заяв. 05.07.2013, опубл. 28.04.2016.
2. Установка для обессоливания воды. Рос.Федерация, патент 152 195, МПК:
B01D 61/42./ С.В. Петров (RU), О.В. Дубов (RU), Д.С. Петров (RU), М.В. Волков (RU); патентообладатель(и): ЗАО "Научно-производственное предприятие "БИОТЕХПРОЕРЕСС" (RU).- 2014133020/05, заяв. 1Е08.2014; опубл. 10.05.2015 Бюл. № 13.
3. Устройство и способ обессоливания воды. Рос.Федерация, патент 2 623 256,
МПК: C02F 9/10, C02F 1/44, C02F 1/22./ Детте, Северине (СН), Ахмад, Мансур М.М. (KW), Степански, Манфред (СН); патентообладатель(и): ЗУЛЬЦЕР ХЕМТЕХ АГ (СН).- 2015107836, заяв. 13.02.2013; опубл. 27.09.2016 Бюл. №27.
4. Способ получения обессоленной воды и воды высокой чистоты для ядерных
энергетических установок научных центров. Рос.Федерация, патент 2 468 456, МПК: G21C 19/307./В.А. Василенко (RU), В.Н. Епимахов (RU), О.Ю. Пыхтеев (RU), И.В. Мирошниченко (RU), М.С. Олейник (RU), Т.В. Епимахов (RU); патентообладатель(и): Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" (RU).- 2011135534/07, заяв. 25.08.2011; опубл. 27.1Е2012 Бюл. №33.
5. Установка для водоподготовки. Рос.Федерация, патент 85 475, МПК: C02F
9/00./ С.М. Кривобок (RU); патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью "ЕИДРОТЕХ" (RU).- 2009107354/22, заяв. 03.03.2009, опубл. 10.08.2009 Бюл.№22.
6. Установка водоподготовки. Рос.Федерация, патент 125 994, МПК: C02F 9/00./
А.В. Моисеев (RU), В.Г. Андриенко (RU), Ю.Н. Клокотов (RU), Н.И. Митрофанов (RU), Ю.В. Петров (RU); патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Зарубежнефть" (RU), Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" (RU).- 2012145963/05, заяв. 29.10.2012, опубл. 12.03.2013 Бюл.№8.
7. Способ глубокого обессоливания воды. Рос.Федерация, патент 2 411 189, МПК: C02F 1/42, B01J 47/04, C02F 103/04./ А.А. Поворов (RU), Н.В. Корнилова (RU), К.Н. Платонов (RU); патентообладатель(и): Закрытое акционерное общество "Баромембранная технология" (RU).- 2009120651/05, заяв. 02.06.2009, опуб. 10.02.2011 Бюл.№4.
8. Водоподготовительная установка тепловой электроцентрали. Рос.Федерация,
патент 2 551 499, МПК: C02F 9/04, C02F 1/42, C02F 1/44, C02F 1/52, B01D 61/00./ А.А. Чичиров (RU), Н.Д. Чичирова (RU), А.А. Гирфанов (RU), А.Г. Филимонов (RU), С.Р. Саитов (RU); патентообладатель(и): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") (RU).- 2014103424/05, заяв. 31.01.2014, опубл. 27.05.2015 Бюл.№15.
9. Установка водоподготовки с обратным осмосом. Рос.Федерация, патент 2 473
472, МПК: C02F 9/12, C02F 1/44, C02F 1/467, C02F 1/48./В.В. Анцупов (RU); патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью
"Системы и технологии" (RU).- 2010133373/05, заяв. 09.08.2010, опубл. 20.02.2012 Бюл.№5.
10. Система водоочистки методом обратного осмоса и ультрафильтрации на электростанции. Китай, патент 000207792778, МПК: C02F 1/44, B01D 9/02./ Cao Maochang; Li Xiaojun; Lin Yuan; Xue Jiangyong (CN); патентообладатель(и): DATANG BINCHANG POWER GENERATION CO
LTD. -201721442775, заяв. 02.11.2017, опубл. 31.08.2018.
11. Система водоочистки, основанной на интегрированной мембранной технологии. Китай, патент 000207537267, МПК: C02F 9/04, B01D 65/02, C02F 101/16, C02F 101/10, C02F 101/20./ Chu Weiguo; Huang Jiayin; Liu Dongzheng; Wu Bin (CN); патентообладатель(и): CCC TIANJIN PORT & WATERWAY PROSPECTION & DESIGN RES INSTITUTE CO LTD.- заяв.
13.11.2017, опубл. 26.06.2018.
12. Система водоочистки, основанной на обратном осмосе. Китай, патент 000207294275, МПК: C02F 1/44, B01D 61/08, C02F 101/16, C02F 101/10, C02F 101/20./ Niu Zhiqiang (CN); патентообладатель(и): HENGZHOU NANGEER ELECTRONIC TECH CO LTD.- заяв. 29.09.2017, опубл.
01.05.2018.
13. Фильтрационное устройство. Рос.Федерация, патент 90 066, МПК: C02F
1/42./ С.В. Петров (RU), В.Н. Поварешкин (RU), М.В. Волков (RU); патентообладатель(и): ЗАО "Научно-производственное предприятие "
БиоТехпрогресс" (RU).- 2009103153/22, заяв. 02.02.2009; опубл. 27.12.2009 Бюл. N° 36.
14. Беликов С.Е. Водоподготовка. Справочник для профессионалов. Под ред. д. т. н. С. Е. Беликова. - М.: Аква-Терм, 2007. — 240 с.
15. Чичирова Н.Д., Власов С.М. Баромембранные технологии в энергетике: Монография. - Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2011. - 272 с.
16. Еавриленко С.С. Исследование и разработка подходов к проектированию водоподготовительных установок для парогазовых ТЭС: дис. канд т.н. - М.,
2014.
17. Кабанов С.В., Зверев В.С., Ахмеджанов Р.А. К вопросу оценки эффективности безреагентных методов водоподготовки. // Энергосбережение и водоподготовка. - 2015, август. - № 4 (96). - с. 19-21.
18. Пантелеев А.А., Рябчиков Б.Е., Жадан А.В., Хоружий О.В. Проектные решения водоподготовительных установок на основе мембранных технологий.// Теплоэнергетика,- 2012, июль,- №7,- с.30-35.
19. Установка ХВП // НЛП “БиоТехпрогресс” [Электронный ресурс] / Режим
доступа: http://biotechprogress.ru/ni/projects/proekt-4-5/ (дата обращения:
05.01.19).
20. Чичирова Н.Д., Ахметова. И.Х. Традиционные и современные решения методов водоподготовки промышленной теплоэнергетики // Энергосбережение и водоподготовка. - 2016, июнь. - № 3 (101). - с. 8-14.
21. Мембранные технологии очистки воды. [Электронный ресурс] / Режим
доступа: http://crystal-company.ru/membrane_teclmology.html. (дата
обращения: 23.12.18).
22. Мембранные методы очистки воды. [Электронный ресурс] / Режим доступа:
http: //www .sibai.ru/membrannyie -metodyi -ochistki-vodyi.html. (дата
обращения: 23.12.18).
23. Рябчиков Б.Е Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования,- М.: ДеЛи принт, 2004. - 328с.
24. Милуш В.В. Энергосберегающие технологии и технические решения для систем водоподготовки энергетических комплексов: дне. канд. техн. наук. - Красноярск: 2009,- 174 с.
25. Семина И.Е. Исследование зависимости энергоэффективности в процессах обессоливания.// Конф. «Энергосбережение. Наука и образование»: сб-к док. / под ред. д-ра техн. наук И.Х. Исрафилов. - Набережные Челны: Издательско-полиграфический центр Набережночелнинского института К(П)ФУ, 2017.-791 с.
26. Еромов С.Л., Тропина Д.В., Архипова О.В. Запуск системы водоподготовки Путиловской ТЭЦ, на базе интегрированных мембранных технологий.// Теплоэнергетика,- 2011, июль,- №7,- с.48-49.
27. Энергоэффективность. Официальный сайт АО «Татэнерго». [Электронный ресурс] / http://www.tatenergo.ru/ - (Дата обращения: 01.12.2018).
28. Теоретические основы зашиты окружающей среды: Учеб. Пособие: А.Г. Ветошкин-М.: Высш.шк., 2008.-397 с.
29. Петров С.В. Оборудование для водоподготовки и очистки сточных вод Н1111 Биотехпрогресс// Водоснабжение и санитарная техника. 2006. № 5. С. 17-20.
30. Семина И.Е. Исследование технологий водоподготовки для энергетических котлов на энергопредприятии.// Всерос. научи.-практ. конф. «IX Камские чтения», 21 апреля 2017 г.: сб-к док. / под ред. д-ра техн. наук Л.А. Симоновой. - Набережные Челны: Издательско-полиграфический центр Набережночелнинского института КФУ, 2017. - 513 с.
31. Распоряжение Правительства РФ от 13.11.2009 № 1715-р «Об
Энергетической стратегии России на период до 2030 года» // Собрание законодательства РФ. - 2009. - N 48. - Ст. 5836.
32. Реконструкция химического цеха "Казанской ТЭЦ-2" [Электронный ресурс] / https://biotechprogress.ni/ni/projects/kaz_tec-2_him_ceh/ (дата обращения 28.12.18).
33. Первов А.Г. и др. Совершенствование мембранных систем водоподготовки - исключение реагентов и стоков [Электронный ресурс] / http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=2601 (дата обращения 03.01.19).
34. Стратегия-2020: Новая модель роста — новая социальная политика. Итоговый доклад о результатах экспертной работы по актуальным проблемам социально-экономической стратегии России на период до 2020 года. Книга 2; под научи, ред. В.A. May, Я.И. Кузьминова. — М.: Издательский дом «Дело» РАНХиГС, 2013. — 408 с.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




© 2008-2022 Cервис помощи студентам в выполнении работ