Водоснабжение ТЭЦ | Вода в теплоэнергетике

Вода на тепловых электростанциях является рабочей средой в установках, вырабатывающих тепло. Она применяется для заполнения контуров паровых турбин. С ее помощью компенсируются потери конденсата и пара, осуществляется подпитка теплосетей, выполняется отвод тепловой энергии в турбинных конденсаторах и дополнительных теплообменных аппаратах. Независимо от использования к воде предъявляются высокие требования относительно качества. Поэтому она подвергается предварительной обработке.

Оборот воды в тепловых электростанцях ТЭЦ

В теплоэлектроцентрали могут быть установлены котлы низкого, среднего или высокого давления. Независимо от типа установки условная схема оборота воды в котельной одинаковая для любого варианта.

Заполнение котла выполняется одновременно новой и питающей водой (с поверхностного источника), часть которой представляет собой конденсат. Его еще принято называть оборотной водой. При этом новая среда — это подпиточная жидкость, которая имеет более-менее приемлемую чистоту.

В зоне испарения происходит выделение пара. В его состав нередко входят пузырьки с углекислым или другим газом. Если давление повышенное, тогда пар переносит соли. Это могут быть силикаты. Осуществляется также перенос хлоридов. Этот процесс происходит при высокой температуре.

Жидкая вода находится в нижней части котельной установки. Она насыщается веществами, которые до этого присутствовали в испарившейся водной среде. Исключение составляют компоненты, унесенные с паром. Чтобы уменьшить концентрацию таких веществ, выполняется продувка. Она представляет собой процесс откачивания или слива воды в канализационную систему.

Котел может функционировать в непрерывном режиме. При такой работе установки нередко пренебрегают незначительным количеством соли, которая уходит вместе с паром. Это позволяет достичь постоянного равновесия концентраций. То есть возникает равенство масс солей, которые удаляются во время откачивания и поступают с подпиточной водной средой. При этом используется чистая конденсированная вода.

Вред солей и примесей в воде котельных установок

Соли и примеси в рабочей среде котлов и паровых турбин, которые вырабатывают электрическую энергию, создают существенные проблемы, препятствующие их нормальной работе. Прежде всего, в оборудовании появляется накипь. Она уменьшает теплопередачу и становится причиной появления прожогов, так как способствует локальному перегреву. Опасность накипи возрастает со снижением ее теплопроводности.

Соли кальция, сульфатов и карбонатов в воде являются главной причиной появления накипи в котельной установке. Эти вещества меньше растворяются при высокой температуре, чем на холоде. На уменьшение их растворимости также влияет повышенная концентрация силикатов в щелочной воде. Если в котле осуществляется выпаривание в большом объеме, тогда перенасыщение раствора возникает в поверхностном перегретом слое, когда уровень солей еще не достиг значений, при которых нужно проводить продувку.

Снизить или полностью избежать коррозии, накипи и отложений можно с помощью применения кондиционирующих веществ органического или минерального происхождения. В результате удастся уменьшить расходы на замену отдельных элементов котлов и подготовку подпиточной воды.

Работа котельных установок также нарушается из увлечения воды паром, потому что уменьшается его энергоемкость и происходит скопление солей в турбинах и пароперегревателях. Поверхностное натяжение и вязкость водной среды влияет на уровень увлечения воды паром. В свою очередь перечисленные параметры воды зависят от общего количества солей, наличия веществ органического происхождения и щелочности жидкости. Режим выпаривания и технические характеристики котельной установки также влияют на степень увлечения воды паром.

Еще одной проблемой является коррозия. Она может возникнуть из-за растворенного кислорода, повышенной кислотности или по причине контакта воды с металлом. Кроме того, работу котельного оборудования нарушает увлечение солей паром. Этот процесс возникает при температуре кипения. Самыми опасными летучими веществами являются силикаты. Они появляются, когда температура превышает 250 ^OC. Отложение силикатов происходит на лопатках паротурбин. Поэтому их работа очень сильно ухудшается. Если увеличивается температура и давление, тогда возрастает количество увлекаемой соли.

Системы технического водоснабжения котельных установок

Существуют три основные системы циркуляционного водоснабжения теплоэлектроцентрали. Может быть организована прямоточная, смешанная или оборотная водяная сеть. Качество водной среды в разный период года, ее температура и наименьший расход в водоеме в тот же временной отрезок влияют на выбор водоисточника и тип циркуляционной системы водоснабжения ТЭЦ.