Проектирование тепловой электростанции (стр. 13 из 15)
Технология обработки обмывочных вод с извлечением из них ванадия разработана ВТИ. Она заключается в частичной нейтрализацией этой воды до рН 4. В этих условиях осаждается часть железа и практически весь ванадий. Осадок отделяется и направляется металлургам для выплавки феррованадия, а жидкость подвергается окончательной нейтрализации для полного осаждения железа и других примесей. Освобожденная от металлических соединений вода может быть возвращена для проведения следующих обмывок. Физиологические свойства ванадия и его соединений весьма опасны. Соединения ванадия ядовиты. При попадании их в организм человека развивается поражение дыхательных путей, нарушается деятельность сердца, почек и печени.
14.5 Нефтезагрязненные воды
Воды, загрязненные нефтепродуктами, т.е. мазутом и маслами, образуются на всех станциях независимо от вида топлива. На мазутных ТЭС количество этих вод обычно больше за счет конденсатов, получающихся при разогреве мазута.
Нефтезагрязненная вода собирается в бак-отстойник, являющийся также усреднителем. В нем происходит всплывание части нефтепродуктов и оседание тяжелых фракций. Как всплывающие, так и оседающие загрязнения периодически удаляются. Далее к воде добавляются реагенты – сернокислый алюминий и щелочь, в результате чего образуется осадок Al(OH)3, хорошо захватывающий нефтепродукты. В аппарате происходит насыщение воды воздухом под давлением 6 кгс/см2. Насыщенная воздухом вода поступает во флотатор, в котором вода вскипает вследствие выделения пузырьков воздуха. Пена, содержащая хлопья гидроокиси алюминия и нефтепродуктов, удаляется с поверхности флотатора, а вода проходит механические и сорбционные фильтры, на чем заканчивается ее очистка. Для высокозагрязненных стоков эффективность работы очень высока.
Так, в усреднителе остается до 30% нефтепродуктов, если их содержание в поступающей воде было 100 мг/л. Флотатор при этих условиях снижает содержание нефтепродуктов еще на 30 (40%. Достаточно эффективно работают механические и сорбционные фильтры.
Следует заметить, что в системах оборотного охлаждения с градирнями возникают на насадках градирен живые организмы, существующие за счет окисления органических примесей циркулирующей воды. Эти организмы способны окислять также и нефтепродукты, так что сброс грубоочищенных вод в систему оборотного охлаждения не будет приводить к загрязнению нефтепродуктами этой системы.
14.6 Воды химводоочисток
Подготовка воды для питания паровых котлов на современных ТЭС осуществляется методами глубокого химического обессоливания с применением ионитов. Основной вклад в эти стоки вносит обработка воды методом ионного обмена. Катионированием называется процесс обмена катионов между веществами, растворенными в воде и твердым нерастворимым веществом
(катионитом). Так при Na – катионировании обменным катионом является Na:
Ca2++2 Na+R – (Ca2+R–+2Na+Mg2++2 Na+R – (Mg2+R–+2Na+
Когда ионов Na становися мало, то фильтры ставят на регенерацию, пропуская через них NaCl
Ca2R + 2 NaCl (2 NaR + CaCl2 Mg2R + 2 NaCl (2 NaR + MgCl2
Растворы CaCl2 и MgCl2 выводятся в окружающую среду.
Также может производится Н-катионирование где в результате регенерации выбрасываются CaSO4 и MgSO4.
Практически также выглядит и ОН – анионирование, только при этом удаляются ионы SO42–, Cl–, HCO3– Результат регенерации: Na2SO4 и NaCl.
Основной недостаток ионообменного метода большой объем сточных вод, достигающий на многих установках 20 (30% количества поступающих на водоочистку вод. Такое количество не сильно отражается на составе Камы, но для рек с меньшим водостоком солевой сброс водоочисток уже ощутим.
Один из предполагаемых путей отказа от ионитного способа водоподготовки является переход на испарители. В испарителях реализован принцип, что обессоленная вода испаряется, а с солями нет. Этот способ связан с трудноразрешимыми задачами. Необходимо, во-первых иметь испарители большой мощности и при этом такие, которые могли бы выдавать достаточно чистый дистиллят. Другой путь – применение испарителей для упаривания солевых стоков. Здесь возникает задача, где можно использовать образующуюся смесь солей.
14.7 Отработавшие растворы от промывок и консервации теплосилового оборудования
В результате химических промывок и консервации теплосилового оборудования получаются отработавшие растворы довольно разнообразного состава. Эти растворы содержат минеральные (обычно соляную или серную, реже плавиковую) или органические кислоты. Для промывок применяется лимонная, фталевая, ЭДТА или ее двунатривая соль – трилон. Для ускорения растворения некоторых компонентов накипи, например металлической меди, в промывочные растворы вводят тиамочевину, окислители. В консервационных растворах присутствует аммиак, гидразин, NaNO3. С целью ослабить коррозионное воздействие кислотных растворов на металл применяют каптакс, катапин, уротропин или формалин.
Так как органические вещества, присутствующие во всех этих растворах, могут подвергаться биологической переработке, то можно было бы сбрасывать эти отработавшие растворы на биологическую очистку вместе с хозяйственно – бытовыми стоками. Однако этому препятствует присутствие некоторых веществ, являющихся ядами для биологических агентов. К таким ядовитым примесям относятся ионы меди и железа, формалин, гидразин и трилон. Вследствие этого перед сбросом в хозяйственно-фекальную канализацию эти стоки должны быть обработаны: железо и медь должны быть осаждены щелочами или сернистым натрием; трилон связан в виде кальциевых комплексов; гидразин окислен.
14.8 Пути устранения влияния стоков ТЭС на окружающую среду
Наиболее перспективным путем устранения влияния жидких стоков ТЭС на природные водоемы является создание бессточных ТЭС, точнее электростанций совершенно не сбрасывающих загрязненные стоки в природные водоемы. Для станций, работающих на твердых топливах, системы ГЗУ могут явиться приемником всевозможных стоков и в тоже время источником водоснабжения электростанций.
Очевидно, что воды ГЗУ должны проходить предварительную очистку вплоть до дистилляции в отдельных случаях. Образующиеся при испарении соли можно было бы подавать в топки паровых котлов, если будет установлена возможность образования сплавов с золой этого топлива.
На мазутных и газовых ТЭС можно установить установки для максимального концентрирования всех водяных стоков. Не исключено электролитическое разделение солей на кислотные и щелочные фракции, которые могли бы быть возвращены на ионитные водоочистки в качестве компонентов для регенерации.
Чтобы избежать сброс охлаждающей воды нужно применять оборотную систему охлаждения с сухими градирнями.
15. Специальное задание: дробеочистка
Дробеочистка применяется для очистки конвективных поверхностей нагрева, расположенных в вертикальном положении нисходящим газоходе, от плотных отложений. Очистка труб от золовых загрязнений осуществляется за счет кинетической энергии падающих сверху чугунных дробинок диаметром 3–5 мм. Дробь вместе со сбитой золой падает в нижний бункер конвективной шахты. Зола подхватывается потоком газа и удаляется в золоуловители; дробь подается на верх конвективной шахты для дальнейшей работы. Подача дроби снизу вверх осуществляется пневмотранспортом, который может выполняться по всасывающей схеме (рисунок 1,3) или напорной схеме (рисунок 2).В первом случае отсос воздуха производится за счет парового эжектора, вакуумного насоса или вентилятора, во втором - воздух подается компрессором под давлением. Для равномерного распределения дроби по очищаемой поверхности служат полусферические (рисунок 1,3) или пневматические (рисунок 2) разбрасыватели, вынесенные из газохода. Из газохода дробь поступает в смеситель, где подхватывается потоком воздуха. Смеситель выполняют в виде всасывающей насадки (в схеме с разряжением) или инжектора (в схеме под давлением), поддерживающего в месте входа дроби разряжение 10–30 Па.
Во всасывающей схеме высота течки должна быть не менее 1500 мм для обеспечения открытия мигалки при большом разряжении в дробеуловителе и течке, составляющем около 20 кПа. Для уменьшения повреждения труб вследствие наклепа дробью расстояние от полусферы до первых рядов труб допускается не более 450 мм. Первые два ряда труб защищают уголками. При температуре газов в месте установке течки с разбрасывателями выше 650°С для мазута и выше 800°С для угля необходимо выполнять эти элементы охлаждаемыми. Расход охлаждающей воды на одну течку 0,5–0,8 кг/с, расход воздуха на один контур 0,5–7 кг/с.
Напорная схема имеет гидравлическое сопротивление около 50–60 кПа; всасывающая 15–20 кПа.
Расход дроби определяется по формуле:
, кг/с, (16.1)
где gдр – расход дроби на 1 м² сечения газохода за период очистки, рекомендуется около 200–300 кг/м²; Fг*х – сечение газохода конвективной шахты в плане, м²;
n – количество пневмолиний, выбирается из расчета обслуживания одним разбрасывателем площади сечением 2,5Х2,5 м при неохлаждаемых течках или 3Х3 м при охлаждаемых течках. Каждая пневмолиния объединяет от двух до четырех разбрасывателей; τ – период очистки, с; принимается около 1500 с (25 мин).
16 Экономическая часть
16.1 Определение среднегодовых технико-экономических показателей проектируемой ГРЭС
Капиталовложения в строительстве ГРЭС определяются:
, (тыс. Руб.) (17.1)