Дистиллята испарителей

Следует отметить, что, как при Mg — Na-, так и при Na-ка-тионировании с развитой регенерацией, регенерация катионитных фильтров осуществляется продувочной водой испарителей, работающих на умягченной воде, и количество получаемого регене-рационного раствора взаимосвязано с другими варьируемыми параметрами и зависит от них. Концентрация же этого раствора задается для конкретных условий работы дистилляционной опреснительной установки. Необходимо также отметить, что в условиях эксплуатации невозможно варьировать диаметр зерна катионита, поэтому в расчетах ориентируются на средний состав товарного продукта, выпускаемого промышленностью. Число регенераций фильтра в сутки определяется при заданной высоте слоя катионита скоростью фильтрования воды.

68. Фейзиев Г. К., Гасангулиев Ф. Т. Опреснение воды на дистилляционной опреснительной установке с испарителями мгновенного вскипания// За технический прогресс. 1973. № 1. С. 15—17.

Рис. 21.2. Схема одноступенчатой дистилляционной опреснительной уста-

экономичность дистилляционной опреснительной установки.

Рис. 21.2. Схема одноступенчатой дистилляционной опреснительной установки.

Принцип дистилляции основан на том, что при нагревании соленой воды до температуры более высокой, чем температура кипения (при данном солесодержании и давлении), вода начинает кипеть. Образовавшийся пар при давлении менее 50 кг/см2 практически не способен растворять содержащиеся в опресняемой воде соли, поэтому при его конденсации получается пресная вода. Для испарения 1 кг воды ее необходимо нагреть до температуры кипения и затем сообщить дополнительное тепло фазового перехода воды в пар, так называемую скрытую теплоту .парообразования, равную при температуре 100°С 539,55 ккал/кг. Чтобы полученный пар превратить в воду, нужно у пара отнять тепло фазового перехода (539,55 ккал/кг). Значительная часть этого тепла может быть возвращена обратно в установку, т. е. рекуперирована. Чем больше тепла фазового перехода рекуперировано, тем выше считается тепловая экономичность дистилляционной опреснительной установки.

Принцип работы одноступенчатой дистилляционной опреснительной установки заключается в следующем (рис. 21.2). Исходная соленая вода подается через конденсатор-подогреватель в испаритель, где за счет тепла греющего пара или горячей воды, циркулирующих по трубам змеевика, расположенного в слое воды, она нагревается и испаряется. Образующийся пар (который называется вторичным) поступает в конденсатор, где охлаждается исходной соленой водой и превращается в дистиллят, направляемый потребителю в виде пресной воды. Тепло-конденсации (539,55 каккл/кг) используется для предварительного нагрева подпиточной соленой воды испарителя. Чтобы исключить вынос капелек кипящей соленой воды вместе с паром из испарителя, предусмотрено специальное сепарирующее устройство. Уровень воды в испарителе поддерживается с помощью регулятора уровня. Обычно в испарителях выпаривают от 20 до 50% поступающей в него соленой воды. Оставшийся рассол периодически удаляется из испарителя *.

Расчеты этой схемы дистилляционной опреснительной уста-ковки [25] дали следующие зависимости.

1-5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ДИСТИЛЛЯЦИОННОЙ ОПРЕСНИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

около 1000 кДж/кг довести концентрацию рассола до 500 г/л. Удельный расход теплоты на установке подобного типа оказался почти в 2 раза ниже, чем в установках со ступенями мгновенного вскипания. На основании полученных данных была разработана принципиальная схема дистилляционной ' опреснительной установки с промежуточным теплоносителем производительностью 3600 м3/сут, показанная на рис. 1-16.

Для дистилляционной опреснительной установки важно правильно установить ее производительность, так как от этого будет зависеть стоимость производимого дистиллята и установки в целом. Количество вырабатываемой пресной воды должно устанавливаться в соответствии с целевым назначением установки и потребностью в ней данного предприятия, судна, города или района. Следует стремиться к увеличению производительности установки, так как при этом снижается стоимость дистиллята и уменьшаются капитальные затраты.

1-3. Удельные показатели процесса опреснения ... 9 1-4. Классификация схем опреснения дистилляцией . . 11 1-5. Технологическая схема дистилляционной опреснительной установки........... 16

В последние годы для улучшения качества пара паровых котлов и парогенераторов атомных электрических станций, а также уменьшения солесодержания дистиллята испарителей широко применяют метод промывки пара в слое питательной воды или конденсата. •

В целях регулирования значения показателя рН котловой воды котлов, для которых в качестве добавки используется химически очищенная вода, подщелачивание раствора натриевой соли ЭДТА предпочтительнее аммиаком. На котлах с добавкой химически обессоленной воды или дистиллята испарителей для подщелачивания раствора комплексона необходимо использовать едкий натр.

обессоливания с дополнительным обессоливанием дистиллята испарителей.

дяной цикл ТЭС, могут подвергаться термолизу с образованием различных соединений. Исходя из изложенного для условий питания ТЭС городской и, в частности, хозяйственно-бытовой сточной водой целесообразно удалять из дистиллята испарителей или конденсата турбин как органические вещества, так и избыток амина-ка. Необходимость в очистке всего или части потока питательной воды испарителей от органических веществ может возникнуть лишь при подаче на ТЭС сточной воды с существенным содержанием летучих органических веществ промышленных стоков. В этом случае схема ВПУ может быть дополнена стадией предварительной адсорбционной очистки. Узел адсорбции может быть организован и непосредственно на очистных сооружениях в качестве элемента доочистки.

В настоящее время находят также применение упрощенные схемы ВПУ, ограничивающиеся только реагентной обработкой воды перед подачей в испарители (известкованием, содоизвестко-ванием, подкислением). В этом случае дистилляция организуется при более низких параметрах, а последние ступени испарительной установки работают под вакуумом. Это существенно снижает выход летучих органических веществ в паровую фазу. Такая схема предусмотрена на ВПУ Тобольской ТЭЦ и дополнена стадией Н-и ОН-ионирования дистиллята испарителей для удаления минеральных и летучих органических веществ.

В целях предотвращения накопления аммиака в системе сверх нормы следует осуществлять деаммонизацию добавочной воды в схеме ХВО по предложенной технологии. Для котлов высокого давления в зависимости от концентрации растворенных органических веществ исходной сточной воды следует иметь в виду возможность организации очистки дистиллята испарителей или конденсата турбин от органических веществ и аммиака на фильтрах с активным углем или ионитных фильтрах с загрузкой макропористых ионитов.

Дистиллят испарительной установки дополнительно подвергается очистке от железа на Н-катионитных фильтрах и химическому обессиливанию. Для обеспечения бессточного режима работы оборотной охлаждающей системы АзИНЕФТЕХИМ совместно с ВНИИВОДГЕО предложили продувочные воды системы оборотного охлаждения ТЭЦ использовать для приготовления добавочной воды в пароводяной цикл. В соответствии с рекомендациями предусмотрено осуществление коагуляции и известкования доочищенных сточных вод перед подачей их в систему оборотного охлаждения. Продувочная вода в количестве 2000 м3/ч после осветления на механических фильтрах и подкисления подается на питание испарительной установки. Предлагаемое решение создаст благоприятные условия работы оборотной охлаждающей системы ТЭЦ. Глубокая очистка добавочной воды в осветлителях от коллоидных и взвешенных примесей, низкие кратности упаривания в системе (^у=1,3) и повышенные значения рН=9,5-^-10 в сочетании с хлорированием предотвратят образование биологических отложений на поверхностях конденсаторов и других теплообменных аппаратов. Низкие кратности упаривания уменьшают также интенсивность коррозионных процессов ,и улучшают температурный режим системы. Предварительное использование сточной воды в оборотной системе уменьшает поступление специфических загрязнений на ВПУ за счет окисления и отдувки части аммонийных и органических соединений.. Остаточное количество этих веществ будет удаляться на стадии сорбционной очистки и обессоливания дистиллята испарителей. Присутствие органических веществ городских сточных вод в концентрате испарителей оказывает стабилизирующее действие на процесс кристаллизации сульфата кальция в последних ступенях испарительной установки.

Для питания котлов употребляется конденсат турбин с добавлением дистиллята испарителей или химически обессоленной воды, а также химически умягченной воды. Котлы, в отличие от другого вида теплосилового оборудования, работают в условиях интенсивного теплового потока при одновременном высоком температурном уровне греющего агента и рабочего тела. Тепловая нагрузка наиболее теплонапряженных участков экранных труб достигает 300000 кал/м2час. Кроме того, в котле концентрируются примеси, приносимые с питательной водой, хотя бы даже они находились в ней в ионном состоянии. Эти же примеси могут осаждаться и на внутренней поверхности экранных и кипятильных труб. А так как из современных котлов испаряется огромная масса воды, то даже небольшое количество таких примесей (кислорода, окислов железа, меди и других веществ) в питательной воде может привести к вредным последствиям — возникновению коррозии, образованию накипи и загрязнению пара. Этому же способствуют температура и давление. Утобы избежать преждевременного появления коррозии и причин, приводящих к авариям котлов, котловая питательная вода строго нормируется по отдельным показателям, а именно по содержанию:

На Черепетской ГРЭС с 1953 по 1955 гг. потери воды и пара пополнялись за счет добавления дистиллята испарителей. С 1955г. и по настоящее время они пополняются путем добавления химически обессоленной воды, без какой-либо дополнительной ее обработки. Как в прежний период эксплуатации ГРЭС на дистиллятно-конден-сатном режиме, так и в настоящее время, когда в котлы подается химически обессоленная вода, качество питательной воды характеризуется следующими показателями: концентрация щелочи ^ 20 мкг • экв/л; жесткость ^=5 мкг • экв/л; концентрация кремниевой кислоты ^0,05мг/л; кислорода ^0,02 мг/л; рН не менее?; свободная угольная кислота и взвешенные в ней вещества отсутствуют; концентрация соединений железа я» 0,05 мг/л, соединений меди ^0,01 мг/л, хлоридов ^0,03 мг/л. В котлах поддерживается режим чисто фосфатной щелочности, который создается добавлением в котлы смеси солей Na3PO4 и Na2HPO4. Избыток фосфатов в воде последней ступени не превышает 100 мг/л при щелочных числах, изменяющихся в пределах 30—40 мг/л едкого натра. Как правило, результаты определения щелочности по фенолфталеину и метилоранжу, получаются одинаковыми. Вода чистых отсеков имеет слабую окраску по фенолфталеину. Концентрация РО3~ = 10—15 мг/л. При таких показателях водного режима избыточная щелочность не появляется даже при упаривании котловой воды. Качество пара, вырабатываемого котлами, характеризуется следующими показателями: избыточная щелочность отсутствует; концентрация кремниевой кислоты ^0,03 мг/л, хлоридов ^0,03 мг/л СГ.

КОТлов характеризуется малым солесодержанием — несколькими десятками миллиграммов на килограмм. Еще меньшим солесодержанием характеризуется вода котлов конденсационной электростанции, так как питательной водой для них является конденсат турбин с добавкой дистиллята -испарителей или химически обессоленной воды. Нормирование химического состава котловой воды по отдельным составляющим производится на основе тепло-химических испытаний.

При принятых выше допустимых значениях Ф и Щ практически невозможно обеспечить поддержание режима чисто фосфатной щелочности котловой воды, если в нее попадают даже небольшие количества химически очищенной воды или недоброкачественного дистиллята испарителей.