Обзор применения промежуточного

ПЕРЕГРЕВА ПАРА НА ТЭС РФ

 

ГАТАУЛЛИН Д.И., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент ВЛАСОВ С.М.

 

В отечественных турбоустановках, а также за рубежом, при начальной температуре выше t_о ≥ 540 °С обычно применяют начальные давления пара 14,0 и 24,0 МПа без превышения допустимой степени влажности. Это достигается применением промежуточного перегрева пара.

Промежуточный перегрев параприменяется на паротурбинных электростанциях с целью повышения их КПД, а также для ограничения конечной влажности пара в турбине при высоком его начальном давлении, когда повышение начальной температуры ограничено по технологическим или экономическим причинам. Существует два принципа промежуточного перегрева пара:

– газовый, при котором вторично перегреваемый пар воспринимает теплоту продуктов сгорания топлива в котле. Такой перегрев может осуществляться: 1) в промежуточном пароперегревателе котла, расположенном в газоходе; 2) в отдельной топке котла; 3) в выносных пароперегревателях, оснащенных топками со сжиганием топлива в кипящем слое;

– паровой, при котором греющей средой является свежий пар, вырабатываемый котлом.

Применение газового перегрева пара позволяет довести температуру вторично перегретого пара до первоначальной, а при паровом перегреве – приблизительно до температуры насыщения греющего пара. Выбор способа перегрева пара зависит от начальных параметров пара, тепловой схемы установки и определяется технико-экономическими расчетами.

Однако использование промежуточного перегрева пара приводит:

- к значительному усложнению конструкции парового котла, имеющего в своем составе дополнительные пароперегревательные поверхности нагрева;

- усложнению системы главного пара и применению дополнительных протяженных паропроводов, направляющих пар от турбины к промежуточному пароперегревателю котла и обратно в турбину;

- повышенным потерям давления пара в дополнительных паропроводах;

- усложнению системы автоматического регулирования энергоустановки;

- повышению стоимости изготовления установки.

На сегодняшний день в Российской Федерации распространены энергоустановки лишь с одной ступенью промежуточного перегрева. Тогда как на Западе устанавливают вторую ступень промежуточного перегрева пара. Делают это по технико-экономическим соображениям.

 

УДК 621.311

 

ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ
НА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СТУПЕНЯХ ПОЛУЧЕНИЯ
ХИМИЧЕСКИ ОБЕССОЛЕННОЙ ВОДЫ

 

ГАФИАТУЛЛИНА А.А., ФИЛИМОНОВА А.А., ВИНОГРАДОВ А.С., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. д-р хим. наук, профессор ЧИЧИРОВ А.А.;

д-р хим. наук, профессор ЧИЧИРОВА Н.Д.

 

Одной из проблем при внедрении ПГУ являются более жесткие требования к качеству питательной воды котла-утилизатора, которые выше, чем для блоков с барабанными и прямоточными котлами. Показатели питательной воды должны удовлетворять нормам «ПТЭ электрических станций и сетей РФ». Кроме того, устанавливается норматив на содержание общего органического углерода в питательной воде котлов-утилизаторов, который должен составлять не более 100 мкг/дм³.

В 2017 году на Казанской ТЭЦ-3 (КТЭЦ-3) планируется пуск ГТУ. В связи с этим в 2015-2016 гг. было проведено исследование качества обессоленной воды производства химического цеха станции. По результатам в обессоленной воде отмечалось превышение норм качества для питательной воды котла-утилизатора по нескольким показателям, в основном, по остаточному органическому углероду (более 600 мкг/дм³).

В связи с этим целью работы явилось выделение органических веществ из питательных вод КТЭЦ-3, установление структуры методами ИК- и УФ-спектроскопиии, прогнозирование их поведения в котле-утилизаторе.

Исходя из литературных данных по элементному составу, электронным спектрам, ИК-спектрам поглощения, было установлено, что органическая фракция питательной воды более чем на 90 % соответствует гумусовым веществам, которые представляют смесь гуминовых кислот и фульвокислот. Соотношение фракций гуминовых кислот и фульвокислот в исследуемой воде составило 20/80 ±2 % соответственно.

Сопоставление физико-химических свойств и спектров выделенных органических веществ показывает, что источник органических веществ в питательной воде КТЭЦ-3 – исходная вода р. Волга. Был проведен анализ проб воды на всех промежуточных ступенях водоподготовки для изучения поведения органических веществ.

При производстве химически обессоленной воды на стадии предочистки в осветлителе удаляется примерно 50 % органических веществ. Из анализа исходной воды КТЭЦ-3 следует, что в составе природных вод более 50 % веществ, обусловливающих цветность, приходится на креновые кислоты (фракция фульвокислот). В то же время при любом виде коагуляции из воды в первую очередь удаляются гуминовые и апокреновые кислоты. Следовательно, при преобладании в воде креновых кислот основная масса органических веществ при реагентной коагуляции не удаляется.

По полученным результатам коагулянт при обработке воды адсорбирует гуминовую и большую часть апокреновой кислот. Остаточная цветность после коагуляции связана, в основном, со слабо адсорбирующимися креновыми кислотами. Основная масса углерода, содержащегося в воде, приходится на апокреновую и креновую кислоты. Количество гуминовых кислот незначительно (0,02-0,9 мг/л) и почти не сказывается на количестве органического углерода.

Далее при производстве химически обессоленной воды на ионитной химически обессоливающей установке гумусовые вещества проходят все ступени обработки и задерживаются, главным образом, на анионитном фильтре второй ступени (An_II). Однако, в химически обессоленной воде определяется значительное содержание органических веществ, поскольку нет контроля их на прохождение через An_II, а нормативы содержания не установлены. В связи с тем, что присутствие органических веществ в воде, поступающей на An_II в несколько раз выше, чем в дистилляте испарительной установки и основном турбинном конденсате, органические вещества попадают в химически обессоленную воду в значительно количестве. Остаточные органические вещества, присутствующие в питательной воде КТЭЦ-3 имеют большую молекулярную массу и размеры. Вследствие этого вероятен их проскок также и через фильтр смешанного действия.

В дистилляте испарительной установки и основном турбинном конденсате содержание органических веществ значительно меньше, т.к. примеси представлены нелетучими высокомолекулярными соединениями – гуминовыми кислотами и фульвокислотами и, следовательно, практически не могут попасть в воду после возгонки. В дистилляте испарительной установки и особенно в основном турбинном конденсате органические вещества состоят в основном из кислых черных смол. Однако небольшое присутствие гумусовых веществ в дистилляте испарительной установки и основном турбинном конденсате все же имеет место и обусловлено их переносом с паром и каплями в аппаратах многоступенчатой испарительной установки и в паровом котле.

По представленным данным можно спрогнозировать предполагаемое содержание органических примесей, попадающих в котел-утилизатор. При питании котла-утилизатора питательной водой КТЭЦ-3 ожидаемая концентрация органических веществ в конденсате пара – 100-150 мкг/л, в продувочной воде (при продувке 1 %) – 50-150 мг/л. Возможно отложение органических веществ на внутренней поверхности котла-утилизатора и образование шлама. Поэтому для питания котла-утилизатора необходима дополнительная очистка химически обессоленной воды от органических веществ.

 

УДК 534.21