При выборе и применении методов предотвращения загрязнения конденсаторов или методов и периодичности их чистки необходимо учитывать, что как характер, так и интенсивность загрязнений конденсаторов с водяной стороны не являются для данной электростанции неизменными, а подвергаются сезонным изменениям в течение года и могут также заметно изменяться от года к году, вследствие изменений метеорологических, гидрологических и гидрохимических условий, жизнедеятельности водных организмов, расходов и качества сбрасываемых в источник водоснабжения сточных вод и других причин, включая потребление воды электростанцией и режим ее работы. Загрязнение периферийных трубок в трубном пучке конденсатора с паровой стороны, вызываемое содержанием в отработавшем паре солей и продуктов коррозии металла, попаданием в конденсатор с паром мастики, выжимаемой из разъема ЦНД турбины, или другими причинами, как правило, не отражается существенно на его работе.
14.1.3. Из сказанного в п. 14.1.2 следует, что возможность каких-либо однозначных рекомендаций по выбору метода борьбы с загрязнением конденсаторов со стороны охлаждающей воды практически исключена. Этот выбор должен производиться в каждом отдельном случае индивидуально с учетом всех местных условий [23] и технико-экономического сопоставления возможных вариантов. Последние могут предусматривать в случае необходимости сочетания различных методов механической очистки, физической и химической обработки воды и чистки конденсаторов.
При выборе метода борьбы с загрязнением конденсаторов должно учитываться также и, то, что отложения на стенках трубок особенно неравномерно расположенные на их поверхности, приводят к образованию очагов коррозии металла, а содержание в воде абразивных твердых взвесей (например, песка или золы) - к эрозионно-коррозионному износу трубок, т.е. в обоих случаях - к преждевременному выходу трубок из строя.
14.1.4. Должно предусматриваться, как правило, применение профилактических средств, обеспечивающих практически постоянное поддержание чистоты, поверхности охлаждения конденсаторов в условиях длительной их непрерывной эксплуатации в межремонтные периоды. При этом среднее значение вакуума в конденсаторе и соответственно экономичность (при определенных условиях также располагаемая мощность) турбоагрегата выше, чем при периодических чистках конденсаторов. Это наряду с увеличением срока службы трубок позволяет не только оправдать более высокие затраты на профилактические мероприятия, но и получить в результате их осуществления значительный экономический выигрыш.
14.2. Предотвращение загрязнения конденсаторов при прямоточном водоснабжении
14.2.1. Механическая чистка подаваемой для охлаждения конденсаторов воды от твердых веществ (мусора, растительности, крупных водных организмов и др.) с помощью решеток, сеток и фильтров рассмотрена в разд. 8.1.
Содержащиеся в воде и не задерживаемые решетками и сетками взвешенные частицы (см. п. 14.1.2) могут приводить к образованию в трубках шлама. Это наблюдается главным образом при сезонном уменьшении расхода охлаждающей воды в период низких наружных температур, при недостаточной подаче циркуляционных насосов и др. Предотвращение шламообразования в трубках может достигаться путем поддержания в них скорости воды, достаточной для выноса ею содержащихся в воде мелких взвешенных частиц. Обычно рекомендуется, чтобы скорость воды была не ниже 1-1,4 м/с.
Осаждению содержащихся в воде мелких взвесей может способствовать их агломерация. В зарубежной практике иногда дозируются в воду вещества (сульфонаты лигнина, производные полиакриламина), образующие при их диссоциации анионы, адсорбирующиеся на поверхности взвешенных частиц. Приобретающие при этом отрицательный заряд частицы взаимно отталкиваются, что препятствует их агломерации и осаждению.
Некоторые содержащиеся в воде твердые частицы, в особенности песок и летучая зола, обладают абразивными свойствами, что следует учитывать при выборе материала и средств борьбы с коррозией трубок (см. разд. 11.2).
14.2.2. Наряду с другими мелкими взвесями в систему водоснабжения электростанции могут, как это уже указывалось, проникать через сетки в водоприемных устройствах личинки моллюсков, большей частью двустворчатых - дрейсены, мидии и другие, имеющие размеры до 250 мкм. Личинки, поселившиеся на твердых поверхностях в водоприемниках и водоводах, особенно в застойных зонах, где скорость воды мала (примерно до 0,3 м/с), развиваются и растут. Развитие моллюсков наблюдается обычно при температуре воды, превышающей примерно 12 °C. Длина раковин взрослых особей может достигать 30-60 мм.
Отмершие моллюски отваливаются от поверхности, их раковины частью осаждаются в водоприемнике и частью увлекаются водой. При отсутствии на напорных водоводах перед водяными камерами фильтров они попадают в конденсаторы, забивают трубные доски и засоряют трубки.
Одним из средств борьбы с образованием значительных отложений ракушек в водоприемнике и загрязнением конденсаторов ракушками является механическая очистка поверхностей, на которых закрепились личинки, по достижении моллюсками размеров, при которых они еще могут уноситься водой через наименьшие по диаметру трубки в конденсаторах и других теплообменных аппаратах (маслоохладителях и др.), охлаждаемых циркуляционной водой. Для механической очистки поверхностей от моллюсков применяются скребки, щетки, ерши или другие устройства. Но поскольку ручная очистка очень трудоемка, предпочтительно применение механизированных очистных устройств указанных типов (скребковых, щеточных и др.), гидравлических очистных снарядов, химических или физических методов очистки (см. разд. 14.4).
Для уменьшения обрастаний водозаборных сооружений и подводящих водоводов моллюсками рекомендуется устранение в них зон пониженных скоростей воды и нанесение на их поверхности необрастающей токсичной краски.
14.2.3. При химических методах борьбы с загрязнением конденсаторов ракушками вынос моллюсков до превышения ими указанных выше максимально допустимых размеров достигается путем периодической дозировки в воду токсичных веществ - биоцидов, приводящих к их отмиранию. Наиболее часто в качестве биоцидов используются хлор и его соединения - хлорная известь, двуокись хлора, гипохлориты, пентахлорфенолят натрия и др. Иногда применяется также медный купорос, растворимые соединения меди и ртути и другие биоциды или их смеси.
Выбор биоцида, требуемая его доза, периодичность и продолжительность его подачи зависят от вида моллюска и свойств воды, например при хлорировании воды - от ее хлоропоглощаемости, определяющейся содержанием в ней веществ, окисляющихся хлором. При этом должны приниматься во внимание требования охраны поверхностных вод от загрязнений и технико-экономические соображения.
Хлорирование воды производится наиболее часто два раза в сутки в течение 45 мин каждый раз. Согласно § 22.17 ПТЭ, остаточное содержание активного хлора в воде на выходе из конденсатора должно быть в пределах 0,3-0,5 мг/кг, причем одновременно должна подвергаться хлорированию охлаждающая вода, поступающая в конденсаторы не более чем двух турбин, а иногда лишь в один или даже половину конденсатора. Однако в зависимости от местных условий требуемые периодичность, продолжительность и дозировка хлора, определяемые опытным путем, могут существенно различаться.
При необходимости уничтожения более взрослых форм моллюсков ранее практиковалось длительное (в течение 6-7 сут) воздействие на них "перехлорированной" воды с дозой активного хлора 2-10 мг/л через большие интервалы времени - 40-60 сут. Такие дозы хлора и большая продолжительность хлорирования большей частью недопустимы, однако, с экологической точки зрения.
14.2.4. Умерщвление и удаление из водоподводящего тракта моллюсков, достигших размеров, допускающих еще вынос их циркуляционной водой через трубки конденсаторов и других аппаратов, могут осуществляться также термическим методом, при котором через водоподводящий тракт должна сбрасываться обратным током вода температурой 40-45 °C, летальной для моллюсков. При блочной схеме водоснабжения мощных турбоагрегатов применение этого метода может быть реализовано лишь путем отключения одного из двух вертикальных циркуляционных насосов, подающих воду в двухпоточный конденсатор, с тем, чтобы за счет сифона в циркуляционных водоводах образовался обратный ток воды через соответствующую половину конденсатора и отключенный насос. При ухудшении в допустимых пределах вакуума в конденсаторе вода, поступающая в подводящий тракт, может быть догрета до необходимой температуры. Применение такого метода чистки от моллюсков требует расчета режима вращения осевого циркуляционного насоса при обратном токе воды, имеющей повышенную температуру, и времени выбега ротора.
14.2.5. С водой могут также поступать в систему, поселяться и развиваться в ней водные микроорганизмы - зоопланктон (бактерии) и фитопланктон (микроводоросли).
В трубках конденсаторов поселяются и быстро размножаются при благоприятных для их жизнедеятельности температурах воды (15-40 °C), образуя на их стенках слизистые отложения, преимущественно зооглейные и нитчатые бактерии (при большом содержании в воде серы и железа также серо- и железобактерии). Микроводоросли, содержащие хлорофилл и требующие для своего развития освещения, в конденсаторах не развиваются. Биологические обрастания трубок, могут включать в себя инфузории и другие простейшие организмы (червей, микрогрибки и др.). Для борьбы с биологическими обрастаниями конденсаторов, вызываемыми развитием микроорганизмов, применяется, как правило, хлорирование циркуляционной воды. Хлорирование воды производится периодически - продолжительностью примерно по 1 ч через каждые 6-12 ч. Доза активного хлора зависит от свойств воды и составляет примерно до 5-7 мг/л. Для конкретной воды она устанавливается при отсутствии промышленного опыта путем лабораторного исследования, исходя из обеспечения по истечении времени, требуемого для прохождения воды от места введения в нее хлора до наиболее удаленного конденсатора, остаточного содержания свободного хлора в пределах 0,3-0,5 мг/кг.