Организация производства

Фосфатирование  относится к коррекционному методу внутрикотловой обработки воды, заключающемуся в том, что котловую воду обрабатывают добавляемыми растворами солей фосфорной  кислоты (например, тринатрийфосфатом Na3P04), в результате чего ионы Са + или Mg + +, входящие в растворимые соли, образуют рыхлый шлам выпадающий в осадок и удаляемый продувкой

Для надежного  связывания солей кальция в котловой воде поддерживают определенный избыток  фосфатов, что приводит к существенному  повышению щелочности воды (рН>11), вызывающей коррозию металла. Поэтому  при питании барабанного котла  турбинным конденсатом и маломинерализованной добавочной водой (химически обессоленной) используется режим чисто фосфатной  щелочности. Для поддержания умеренной  щелочности котловой воды дозируют не только Na:!P04, но и смесь Na3P04 с кислой солью фосфорной кислоты Na2HP04.

Подготовка воды

Природная вода даже с наименьшим содержанием  солей является непригодной для  использования в паровых котлах и тепловых сетях, так как не удовлетворяет  предъявляемым требованиям по качеству. Поэтому на электростанциях предусмотрено  специальное оборудование и цех  химической подготовки воды.

При химической подготовке природная вода проходит через ряд установок, в которых  происходит:

• осветление (отстаивание и фильтрация) — удаление механических и органических примесей;
• катионирование, или умягчение воды — удаление из воды солей жесткости (Са, Mg) с заменой на легкорастворимые соли щелочных металлов (Na);
• общее обессоливание в системе выпарных установок с получением обессоленного конденсата;
• обескремнивание;
• дегазация — удаление из воды растворенных в ней газов путем ее подогрева, например, в деаэраторах.

В задачи цеха водоподготовки входят восполнение  потерь конденсата и химическая очистка питательной воды от загрязнений, вносимых при ее движении в паровом котле, турбине, конденсаторе. Потери конденсата зависят от типа станции. Наибольшие потери (до 30% и более) имеются в теплоэлектроцентралях, поэтому на этих станциях установки химической водоподготовки значительны как по занимаемой площади, так и по стоимости.

Водоподготовительные  установки обеспечивают обособленные стадии обработки воды: предварительную, называемую предочисткой, и окончательную  — ионитную обработку. Осветления воды, т. е. удаления из нее грубодисперсных  и коллоидных примесей, достигают  методом коагуляции. Обычно одновременно стремятся достичь снижения щелочности воды, частичного ее умягчения, удаления кремнекислых соединений и т. д. Для  этого совместно с коагуляцией  применяют, например, известкование  и магнезиальное обескремнивание. Сущность коагуляции заключается в  добавке в воду сернокислого алюминия. При гидролизе сернокислого алюминия образуется труднорастворимое соединение (гидроокись алюминия А1(ОН)3), выпадающее в осадок в виде хлопьев, задерживающих  на своей поверхности взвешенные частицы. При большой щелочности наряду с коагуляцией проводят известкование, вводя гашеную известь Са(ОН)2.

При такой  обработке воды снижается щелочность и жесткость воды, удаляются взвешенные частицы, органические соединения и  частично соединения железа. Для удаления из воды кремнекислых соединений наряду с известью вводится магнезит или  обожженный доломит и коагулянт. Образующаяся в процессе химического  процесса гидроокись магния Mg(OH)2 взаимодействует  с кремнекислыми соединениями и  осаждает их на поверхности хлопьев. Эти методы обработки воды называют методами осаждения, так как взвешенные вещества и соли удаляются в виде осадка. При предварительной обработке  не обеспечивается полное удаление из воды солей.

Обработка воды методом ионного обмена осуществляется в фильтрах через слой зернистого материала — ионита. В процессе фильтрования ионы солей, содержащихся в воде, заменяются ионами, которыми насыщен ионит. В качестве обменных ионов в практике водоподготовки применяют катионы натрия (Na + ), водорода (Н + ), аммония (NH4+) и анионы гидроксильные (ОН-), хлоридные (С1"). Если зернистый  материал содержит катионы, он называется катионитом, а фильтрация воды через  слой катиони-та — катионированием  воды, если анионы — а н и о-н  и т о м, а обработка воды — анионированием.

При натрий-катионировании катионит поглощает из воды ионы Са + + и Mg++, переводя в раствор эквивалентное  количество ионов Na + :

2NaR + Ca2 + ^CaR2 + 2Na + 2NaR + Mg + +:ЈMgR2 + 2Na + ,

 где R — означает сложный комплекс катионита, практически нерастворимый в воде.

При водород-катионировании реакции могут быть записаны так:

2HR-r-Ca2+^CaR, + 2H + , 2HR + Mg2 + ^MgR2 + 2H +

При этом способе обработки вода имеет  кислую реакцию. Сочетая обе схемы  обработки, можно получить воду с  нейтральной реакцией. Если последовательно  с этими схемами установить анио-нитовые  фильтры, то можно добиться полного  химического обессоливания воды и получить воду, близкую по своему составу к конденсату пара с очень  низким общим солесодержанием.

Принципиальная  схема обработки добавочной воды для питания барабанных котлов низкого  и среднего давления. Вода насосом  подается в осветлитель. В него же из расходных баков насосами-дозаторами подаются растворы коагулянта и едкого натра. Осветленная вода собирается в промежуточном баке осветленной  воды и далее насосом направляется на механические фильтры, где окончательно осветляется. Затем вода проходит через  натрий-катионитовые фильтры ступеней для химической очистки и далее  по трубопроводу направляется на питание  паровых котлов.

Качество  питательной воды, подготовленной по этой схеме, недостаточно для питания  котлов высокого давления и прямоточных. Для их питания вода кроме указанной  очистки проходит дополнительную обработку, принципиальная Вода после натрий-катионитовых фильтров ступени направляется на водород-катионитовые фильтры ступени, слабоосновные  анионитовые фильтры I ступени и  поступит в декарбонизатор, где происходит выделение углекислоты, образовавшейся в результате химических реакций. Из декарбонизатора вода сливается  в промежуточный бак и насосом  последовательно пропускается через  водород-катионитовые фильтры II- ступени  и сильноосновные анионитовые фильтры. После такой обработки вода становится обессоленной. Схемы водоподготовки могут видоизменяться в зависимости  от качества исходной воды, типа котлов и потерь конденсата.

1.4 Организация технического водоснабжения

Cистема технического водоснабжения (СТВ) – сложный природно-технический комплекс, основной технологический узел низкопотенциальной части (НПЧ) электростанции. НПЧ включает в себя СТВ с циркуляционными насосами и гидроохладителями, конденсаторы паровых турбин, масло-газоохладители и другие общестанционные технологические теплообменники. Основная функция НПЧ – обеспечение охлаждающей водой работы турбоагрегатов с установленной мощностью и поддержание наивыгоднейшего (экономически) вакуума в конденсаторах независимо от изменения режимов их эксплуатации.

Эффективная работа НПЧ зависит от сбалансированности параметров конденсаторов турбин, циркуляционных насосов, охладителей в различных  сочетаниях с метеорологическими параметрами  района расположения электростанции.

СТВ обеспечивают термодинамические процессы электростанции путем передачи и рассеивания тепловой энергии в окружающей атмосфере.

В основном в системе технического водоснабжения  ТЭЦ установлены башенные безвентиляторные градирни испарительного типа. ГРЭС в  основном используют реки, водохранилища  и озера.

Восполнение потерь воды происходит путем ее забора из природных источников.

Системы технического водоснабжения и градирни электростанций спроектированы и построены  в основном в период до 1985 г.

Параметры СТВ, при заданных объемах регулируемых отборов, рассчитывались на остаточный расход пара в конденсаторы турбин. Уменьшения объемов регулируемых отборов  часто происходили уже на стадии строительства, когда изменить устройство системы и градирен становится невозможным.

К этому  следует добавить значительные изменения  во времени в составе и режимах  работы основного оборудования, эксплутационные  ухудшения основного оборудования, оборудования и конструкций систем технического водоснабжения.

Произошедшее  снижение потребности промышленных предприятий в производственном паре и тепле, обуславливает поддержание  выработки электроэнергии за счет пропуска пара в конденсаторы турбин. Отсутствие резерва пропускной способности  циркуляционных систем, недостаточное  количество и охлаждающая эффективность  градирен не позволяет обеспечить установленную  мощность и экономичную работу электростанций. Во многих случаях турбоагрегаты  работают с уменьшенной электрической  нагрузкой при одновременно предельных значениях вакуума в конденсаторах.

1.5 Организация золо – и шлакоудаления

В котёл с помощью питательного насоса подводится питательная вода под большим давлением, топливо  и атмосферный воздух для горения. В топке котла идёт процесс горения — химическая энергия топлива превращается в тепловую и лучистую энергию. Питательная вода протекает по трубной системе, расположенной внутри котла. Сгорающее топливо является мощным источником теплоты, передающейся питательной воде, которая нагревается до температуры кипения и испаряется. Получаемый пар в этом же котле перегревается сверх температуры кипения, примерно до 540°C с давлением 13-24 МПа и по одному или нескольким трубопроводам подаётся в паровую турбину.

Паровая турбина, электрогенератор и возбудитель составляют в целом  турбоагрегат. В паровой турбине  пар расширяется до очень низкого  давления (примерно в 20 раз меньше атмосферного) и потенциальная энергия сжатого  и нагретого до высокой температуры  пара превращается в кинетическую энергию  вращения ротора турбины. Турбина приводит в движение электрогенератор, преобразующий  кинетическую энергию вращения ротора генератора в электрический ток. Электрогенератор состоит из статора, в электрических обмотках которого генерируется ток, и ротора, представляющего  собой вращающийся электромагнит, питание которого осуществляется от возбудителя.

КЭС является сложным энергетическим комплексом, состоящим из зданий, сооружений, энергетического и иного оборудования, трубопроводов, арматуры, контрольно-измерительных  приборов и автоматики. Основными  системами КЭС являются:

• котельная установка;
• паротурбинная установка;
• топливное хозяйство;
• система золо- и шлакоудаления, очистки дымовых газов;
• электрическая часть;
• техническое водоснабжение (для отвода избыточного тепла);
• система химической очистки и подготовки воды.

Котельная установка располагается  в котельном отделении главного корпуса. В южных районах России котельная установка может быть открытой, то есть не иметь стен и  крыши. Установка состоит из паровых  котлов (парогенераторов) и паропроводов. Пар от котлов передается турбинам по паропроводам «острого» пара. Паропроводы  различных котлов, как правило, не соединяются поперечными связями. Такая схема называется «блочной».

Паротурбинная установка  располагается в машинном зале и  в деаэраторном (бункерно-деаэраторном) отделении главного корпуса. В нее  входят:

• паровые турбины с электрическим генератором на одном валу;
• конденсатор, в котором пар, прошедший турбину, конденсируется с образованием воды (конденсата);
• конденсатные и питательные насосы, обеспечивающие возврат конденсата (питательной воды) к паровым котлам;
• рекуперативные подогреватели низкого и высокого давления (ПНД и ПВД) — теплообменники, в которых питательная вода подогревается отборами пара от турбины;
• деаэратор (служащий также ПНД), в котором вода очищается от газообразных примесей;
• трубопроводы и вспомогательные системы.

Топливное хозяйство имеет  различный состав в зависимости  от основного топлива, на которое  рассчитана КЭС. Для угольных КЭС  в топливное хозяйство входят:

• размораживающее устройство (т. н. «тепляк», или «сарай») для оттаивания угля в открытых полувагонах;
• разгрузочное устройство (как правило, вагоноопрокидыватель);
• угольный склад, обслуживаемый краном-грейфером или специальной перегрузочной машиной;
• дробильная установка для предварительного измельчения угля;
• конвейеры для перемещения угля;
• системы аспирации, блокировки и другие вспомогательные системы;
• система пылеприготовления, включая шаровые, валковые, или молотковые углеразмольные мельницы.

Система пылеприготовления, а также бункера угля располагаются  в бункерно-деаэраторном отделении  главного корпуса, остальные устройства топливоподачи — вне главного корпуса. Изредка устраивается центральный  пылезавод. Угольный склад рассчитывается на 7-30 дней непрерывной работы КЭС. Часть устройств топливоподачи  резервируется.

Система золошлакоудаления  устраивается только на угольных электростанциях. И зола, и шлак — негорючие  остатки угля, но шлак образуется непосредственно  в топке котла и удаляется  через лётку (отверстие в шлаковой шахте), а зола уносится с дымовыми газами и улавливается уже на выходе из котла. Частицы золы имеют значительно  меньшие размеры (порядка 0,1 мм), чем  куски шлака (до 60 мм). Системы золошлакоудаления  могут быть гидравлические, пневматические или механические. Наиболее распространённая система оборотного гидравлического  золошлакоудаления состоит из смывных  аппаратов, каналов, багерных насосов, пульпопроводов, золошлакоотвалов, насосных и водоводов осветлённой воды.