Главная
От качества питательной воды зависит эффективность теплоэлектроцентрали. По данным Минэнерго РФ, до 70% внеплановых остановок котлоагрегатов связаны с нарушениями водно-химического режима. Один день простоя энергоблока мощностью 300 МВт обходится в среднем в 12-15 млн рублей, не считая затрат на ремонт поврежденного оборудования.
Параметры качества питательной воды
Контроль качества питательной воды начинается с понимания ключевых показателей, которые должен отслеживать оператор ТЭЦ. Растворенный кислород – один из главных врагов котельного оборудования. Допустимая концентрация для барабанных котлов не должна превышать 10 мкг/кг, для прямоточных – 5 мкг/кг. Превышение этих норм приводит к коррозии металла со скоростью до 0,5 мм в год.
Общая жесткость воды определяет скорость образования накипи. Для котлов высокого давления (свыше 40 кгс/см2) жесткость не должна превышать 0,5 мкг-экв/кг. Нужно помнить, что слой накипи толщиной всего 1 мм снижает теплопередачу на 10%, увеличивает расход топлива на 3-5%.
Повышенное содержание кремния особенно опасно для пароперегревателей. При температуре свыше 450°C кремниевая кислота образует прочные отложения, удаление которых требует длительной химической очистки. Норма – не более 20 мкг/кг SiO2.
Электропроводность определяет общее солесодержание солей. Для питательной воды котлов сверхкритического давления этот показатель не должен превышать 0,3 мкСм/см при температуре 25°C.
Технологические особенности водоподготовки
Современная водоподготовка для котельных – это многоступенчатый процесс, каждый этап которого требует постоянного контроля. Типичная схема включает предварительную очистку, обессоливание, деаэрацию и коррекционную обработку.
На этапе предварительной очистки удаляются механические примеси и снижается окисляемость воды. Песчаные фильтры должны снижать мутность до 0,5 мг/л, а содержания взвешенных веществ – до 2 мг/л.
Обессоливание на ионообменных фильтрах требует особого внимания к качеству регенерации смол. Недостаточная их отмывка после регенерации может привести к попаданию химреагентов в питательную воду. Проскок натрия после Н-катионитовых фильтров не должен превышать 5 мкг/кг.
Деаэрация питательной воды проводится при температуре 104-106°C и остаточном давлении 0,12 МПа. Ее эффективность контролируется по содержанию растворенного кислорода и углекислоты. Современные деаэраторы снижают содержание кислорода до 3-5 мкг/кг.
Методы контроля и периодичность анализов
Система контроля качества воды на ТЭЦ должна обеспечивать непрерывный мониторинг критических параметров и возможность проведения периодического анализа всех нормируемых показателей. Непрерывно контролируются следующие показатели:
- электропроводность;
- pH;
- содержание растворенного кислорода и натрия.
Современные анализаторы позволяют получать данные в режиме реального времени с точностью ±2%.
Ежесменный контроль включает определение жесткости, содержания кремния, фосфатов и гидразина. Эти анализы делаются в лаборатории ТЭЦ с использованием стандартных методик.
Каждую неделю проводится контроль всех показателей, включая содержание микроэлементов (железо, медь, цинк) и органических соединений. Концентрация железа в питательной воде не должна превышать 10 мкг/кг, меди – 2 мкг/кг.
По статистике отраслевых исследований, на ТЭЦ с автоматизированными системами контроля качества воды происходит на 40% меньше аварийных ситуаций. У них на 25% выше коэффициент использования установленной мощности.
Роль очистных сооружений в поддержании качества воды
Эффективная очистная станция для воды – основа стабильной работы всего энергоблока. Современные станции водоподготовки ТЭЦ включают несколько технологических линий с различными методами обработки исходной воды.
Физико-химическая очистка с использованием коагулянтов и флокулянтов позволяет снизить цветность воды в 15-20 раз, а мутность – в 50-100 раз. Оптимальная доза коагулянта определяется пробным коагулированием и составляет обычно 20-60 мг/л по Al2O2.
Биологическая очистка особенно важна при использовании поверхностных источников водоснабжения. Биофильтры с загрузкой из керамзита или пластмассы снижают биохимическое потребление кислорода (БПК5) на 85-95%.
Мембранные технологии становятся все более востребованными из-за высокой эффективности очистки. Системы обратного осмоса обеспечивают деминерализацию до 99,5% и более, но требуют качественной предварительной подготовки исходной воды.
Эффективность работы оборудования по очистке воды влияет на экономические показатели ТЭЦ. Снижение качества исходной воды на 10% увеличивает расход реагентов на 15-25% и сокращает на 20-30% периоды между ремонтами.