Из содержания этой статьи вы узнаете:
Водоподготовка обязательный процесс в промышленном производстве. Для ТЭЦ такой процесс является одним из важных этапов работы. Теплоэлектроцентраль предназначена для подачи горячей воды в дома и на предприятия. Преимущество ТЭЦ в совмещении нескольких функций производство тепловой и электрической энергии. Котельные и турбины – главное и основное оборудование. В котлах происходит нагрев воды, а в турбинах образовывается пар. В обоих случаях для работы нужна вода и обязательно очищенная. Сырая жёсткая вода не пройдет по параметрам. Первичный источник воды зачастую густо населён микроорганизмами и соединениями примесей. Такая вода не годится для использования ни то что в питьевых целях, но и в технических. На производстве к качеству воды предъявляются определённые требования. Поэтому перед применением обязательно проводят водоочистку. Водоподготовка представляет собой процесс, на котором происходит выявление состава воды при помощи химического анализа и её очистка. Так как для работы электростанции необходим нагрев воды, то её состав должен быть преобразован для использования. При наличии примесей в процессе нагревания может выпасть осадок, появится накипь, образоваться другие соединения. Всё это влияет на корректную работу станции и годность оборудования. Одна из самых частых проблем – образование накипи. Это не только даёт осадок и снижает качество воды, но и портит оборудование. Как известно, накипь плохой проводник и блокирует элементы нагрева. Вследствие чего происходит увеличение потребляемых ресурсов и нагревательные элементы выходят из строя. При этом отложения могут оседать на трубах, что также приводит к их непригодности. В итоге система просто перестаёт работать и её останавливают для физического очищения. На это тратиться много сил и времени, средств. Чтобы продлить работу установок и скорректировать состав воды для использования на ТЭЦ обязательно проводят водоподготовку. Механической очистки стараются избегать, как и остановки производства. Для очищения от накипи придется разбирать некоторые части оборудования. Если загрязнения не так много, то можно промыть с помощью химических средств. Но, как правило, необходимость очистки замечают уже поздно, когда применение химии не поможет. На ТЭЦ водоподготовка обязательный процесс. В домашних условиях можно не всегда торопиться с установкой фильтра. Но в промышленном производстве использование некачественной воды очень опасно.
Рис. 1 Схема очистки воды для удаления бора
Весь процесс разделён на этапы. В каждом из них происходит очистка от определённых видов загрязнений. Как правило устанавливают несколько систем фильтрации. Водоочистка проводится в специальном предварительном блоке. Сначала проводят механическую фильтрацию, далее очищают от солей жесткости и обезжелезивают. Очищают от остальных примесей и убирают излишнюю загазованность. Все этапы проводятся в определённом порядке. Для каждого этапа подбирается свой метод очистки. Более удобный в применении и выгодный с экономической точки зрения. Каждый этап контролируется автоматически. Контроллер устанавливается на блок или на фильтр, зависит от настроек. Перед первым применением, после всех расчётов, необходимые настройки забиваются в систему.
Вода для ТЭЦ может быть из самых разных источников. Поэтому в ней зачастую присутствует много механических загрязнений. Их присутствие в воде недопустимо по нескольким причинам. Во-первых, это загрязнение, которое не должно находится в очищенной воде. Во-вторых, наличие механических примесей значительно сокращает срок службы элементов фильтрации. Все фильтры в последующих этапах очистки предназначены для удаления мелких примесей. И являются тонкой очисткой. Поэтому при первом этапе очищения используются фильтры грубой очистки. Они представляют собой очистительный элемент с крупной сеткой, способной задерживать большую грязь.
Рис. 2 Фильтр грубой очистки Honeywell
В следующем этапе очистки избавляются от солей жёсткости. Именно молекулы кальция и магния выпадают в осадок при кипячении в виде накипи. Умягчение воды является важным процессом. Здесь могут применяться несколько методов. Зависит от качества исходной воды, расхода и других факторов. Обычно умягчение происходит посредством ионных установок или с помощью электромагнита. Суть в ионозамещении молекул кальция, магния, железа или других примесей на ионы натрия.
Рис. 3 Схема умягчения воды
Третий этап водоподготовки заключается в осветлении воды. Используются несколько видов фильтров. Преимущественно применяется химический метод очищения. В итоге вода должна содержать не более 10 мкг примесей на один литр. На этом же этапе происходит предочистка сточных вод. Так как в системах используют метод с добавлением химических веществ, сбрасываемая вода имеет свои нормативы по составу и концентрации реагентов. На этом этапе корректируется состав воды под необходимый.
Последний этап очистки – удаление растворённых газов. Обычно это кислород, углекислый газ и другие. Они либо изначально присутствуют в воде, либо появляются в процессе очищения. Для этого устанавливают системы декарбонации. После дегазирования воду можно использовать.
Кроме основных этапов существует предочистка воды. Исходная вода для станций, как правило, не отличается особой чистотой. Даже наоборот. В неё могут содержаться механические загрязнения. Особенно это касается если воду берут из открытых водоёмов. Чтобы не допустить попадания грязи в фильтрующие элементы воду пропускают через механические фильтры. Их называют грязевики или фильтры грубой очистки. Говоря более просто их суть в задержании большой грязи. После прохождения этапов обессоливания и осветления наступает очередь деаэрации. Это процесс удаления из воды остаточных газов. При использовании химических веществ образуются лишние молекулы газа. Их присутствие нежелательно для системы. Поэтому на последних этапах обработки стоят деаэраторы. Они могут быть различны как по конструкции, так и по используемому методу. Правильный расчёт и подобранный метод помогут минимизировать затраты при высокой производительности системы, не утратив качества воды.
Рис. 4 Схема реагентной напорной деэрации окислением
Для умягчения воды на разных станциях используют разные методы. Это может быть реагентный способ, ионозамещение или магнитное очищение. Реагентный способ предполагает использование химикатов. Вещества добавляют в водный поток, происходит реакция и соли жесткости выпадают в осадок. Это один из самых быстрых методов смягчить жёсткую воду, но не самый безопасный. Использование реагентов должно строго дозироваться, иначе в воде появятся вредные элементы. Некоторые виды химикатов в больших количествах могут испортить оборудование, вызывая коррозию. К тому же после химии остаётся агрессивный осадок, который подлежит правильной утилизации. Электромагнитное очищение представляет собой систему на основе магнита. При помощи магнитного поля соли жёсткости теряют прежнюю форму и вытягиваются. С увеличением мощности поля защитные свойства метода от накипи возрастают. Такой способ эффективнее работает в замкнутых циклах. Уникальность метода в его неприхотливости и простоте эксплуатации. Получается, что соли кальция и магния не просто удаляются, а еще и помогают в механическом очищении. Работать без замены магниты могут довольно долго. Правда и минусы у метода есть. Для правильной работы магнитов необходим постоянный поток воды с одной скоростью и в одном направлении. Воду, находящуюся в ёмкости, магнит не очистит. То же самое касается нескольких разносторонних потоках. Температура воды должна быть в определенном диапазоне. Слишком холодную или горячую воду электромагнитное поле не умягчит. И последний, но самый удобный способ – ионозамещение. Суть метода в использовании ионной смолы. Это может быть, как картридж, наполненный синтетическим веществом, так и колба. Ионная смола состоит из маленьких гранул с ионами натрия. Их соединение очень хрупкое. При взаимодействии с водой происходит распад смолы. Соли жёсткости прилипают к ней, а освободившиеся ионы натрия безвредны. Таким способом очищается вода не только от минералов кальция и магния, но и от всех других примесей. Со временем ионная смола забивается молекулами примесей. Для возобновления работы фильтра его необходимо регенерировать. Для этого промывают солевым раствором. После промывки фильтр снова в рабочем состоянии. Оставшийся солевой раствор, уже с различными загрязнениями, повторно очищают и утилизируют. Сразу сливать в дренаж нельзя, из-за его максимальной концентрации соли. Несмотря на то что метод гибок и уникален, его использование обходится недешево. Это касается как расходов на соль для регенерации, так и для повторного очищения остатков промывки. На этапах обессоливания, кроме реагентного очищения могут применяться установки обратного осмоса. Здесь главную роль играет мембранный фильтр, который задерживает все ненужные молекулы. Фильтров может быть несколько, исходя из производительности системы. Очистка фильтра проходит при промывании элемента водой. Но мембранный метод редко используют по причине его ультраочищении. Если на предприятии очищают воду для промывки, где нужна дистиллированная вода, то метод основного осмоса самый оптимальный. Так же подходит для технической воды. Вместо обратного осмоса могут устанавливаться системы нанофильтрации. Суть такая же, как и у мембранных систем. Разница только в более медленном потоке. Чаще всего используют первичный механический фильтр и реагентное очищение.
Водоочистка ТЭЦ является комплексом систем, которые направлены на полное уничтожение примесей. Для данного направления обязательна комбинация нескольких способов. Потому что вода должна содержать определённую концентрацию примесей и для этого нужно точно скорректировать её состав. От потребляемой воды зависит скорость и производительность системы. К тому же употребление непригодной воды старит оборудование и приводит к его поломкам. Поэтому качество воды играет большую роль при эксплуатации теплоэнергоцентралях. Экономить на очистке нельзя, чтобы не доводить до износа оборудования.
Ниже представленно видео по сборке непрерывного умягчителя воды
