Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Технико-экологические аспекты рационального использования охлаждающей воды на теплоэлектростанции

 

Основной объем водопотребления ТЭС приходится на охлаждение отработавшего в турбинах пара. Для повышения к.п.д. турбин конденсация пара должна производиться при возможно более низких температурах и давлении. Это достигается снижением температуры охлаждающей (циркуляционной) воды, подаваемой из градирни в турбинный пучок конденсатора турбины (см.рис.). Охлаждаясь в градирнях, циркуляционная вода частично испаряется особенно в теплый период года, из-за чего происходит повышение ее солесодержания и, как следствие, образование отложений (солей кальция и магния) на внутренней поверхности теплообменных элементов (латунных трубок) конденсаторов. Последнее явление крайне нежелательно, т.к. при этом повышается термическое сопротивление теплообменных элементов и значительно снижается эффективность работы конденсатора и турбинной установки в целом.

Для поддержания стабильных технико-экономических показателей работы конденсаторов турбин используются следующие приемы:

-          периодическая очистка внутренней поверхности теплообменных элементов от образовавшихся отложений, а также замена части этих элементов;

-          снижение солесодержания циркуляционной воды путем сброса части засоленных вод в систему гидрозолоудаления ТЭС и добавки свежей речной воды (т.н. “продувка градирен”).

Затраты при осуществлении первого варианта З1 складываются из капитальных затрат на замену теплообменных элементов и эксплуатационных затрат на их обслуживание. Очевидно, из-за высокой стоимости теплообменных элементов и трудоемкости их очистки общая величина затрат З1 достаточно велика.

 

Рис. Схема циркуляции охлаждающей воды в системе “конденсатор-

градирня” на теплоэлектростанции:

1 – поверхностный конденсатор, 2 – циркуляционный насос, 3 –

градирня, 4 – конденсаторный насос.

 

Затраты при реализации второго варианта З2 складываются из затрат на очистку сбрасываемых засоленных вод (или ущерба водной среде от их сброса) и затрат (стоимости потребления) свежей воды, необходимой для восполнения потерь в циркуляционном контуре.

Очевидно, что указанные технологические приемы стабилизации работы конденсаторов не являются единственно возможными, но в настоящее время и в обозримом будущем есть и останутся основными и необходимыми. Поэтому целью проводимых организационно-технических мероприятий является снижение затрат на осуществление данных операций: очистки внутренней поверхности теплообменных элементов, а при необходимости и их замены, и продувки градирен, т.е. минимизация функции f(З1 З2). При этом следует учесть, что между параметрами З1, З2 существует обратно пропорциональная корреляционная связь: с ростом одной из величин другая убывает. Так увеличение частоты и объема продувок градирен (т.е. затрат З2) снижает интенсивность образования отложений на внутренней поверхности теплообменных элементов конденсаторов и, следовательно, периодичность их очистки (т.е. затраты З1) и наоборот.

Таким образом, минимизация функции f(З1, З2) требует решения технико-экономической задачи: расчета оптимальной частоты и объема продувок градирен с учетом определяющих факторов процесса. К этим факторам относятся физико-химические свойства сырой воды, ее стоимость, интенсивность образования отложений на внутренней поверхности теплообменных элементов в зависимости от солесодержания циркуляционной воды, интенсивности ее испарения в градирнях, температуры окружающего воздуха и т.п.

Результатом решения задачи будет обеспечение рационального режима водопотребления и снижение сброса загрязненных вод при стабильной работе технологических аппаратов теплоэлектростанции.