Подготовка питательной воды для теплоэнергетических установок

Надежная и устойчивая работа тепло-энергетических установок во многом зависит от качества питательной воды, которое определяется отсутствием в ней растворимых солей металлов и органических соединений. Присутствие последних особенно нежелательно, т. к. при парообразовании происходит перераспеределение примесей между паром и малым количеством образующейся влаги.

В зоне фазового перехода в паровых турбинах создается коррозионно-агрессивная среда с высоким содержанием химически активных органических кислот, образующихся в результате термодеструкции. Интенсивная коррозия наблюдается уже при концентрации органических веществ более 1 мкг/дм³.

Поэтому подготовка питательной воды состоит из нескольких этапов: предварительная коагуляционная очистка,очистка на угольных фильтрах, дегазация — удаление диоксида углерода, очистка на нескольких блоках катионно- и анионнообменных фильтрах. Значительные затраты на подготовку питательной воды окупаются увеличением срока службы дроргостоящего оборудования и стабильной работой электростанций.

Определяющим этапом в системе водоподготовки является первый этап — коагуляционная очистка природной воды, в процесс которого удаляются все основные примеси: взвешенные вещества, ионы тяжелых металлов, органические соединения и биопримеси. Традиционно применяемые реагенты (соли алюминия или железа) удаляют большую часть указанных примесей, но плохо очищают от органических соединений. Удаление органических соединений частично решается при пропускании через угольные и ионнообменные фильтры. Однако при проскоке органических соединений после первого этапа очистки эти фильтры работают с большой нагрузкой и подчас не могут обеспечить глубокую очистку от органики.

Поиски новых технологий очистки питательной воды интенсивно ведутся во всем мире. Одним из возможных и сравнительно недорогих путей решения этой проблемы является замена традиционных коагулянтов на новый высокоэффективный коагулянт на основе соединений титана. Уникальные свойства нового коагулянта на 60-90% адсорбировать тяжелые металлы (Fe, Cr, Mn, Hg, Cd, V и др.) и эффективно на 80-90% удалять ионногенные и неионногенные органические соединения сложного состава долают его перспективным реагентом для систем подготовки питательной воды тепло-энергетических установок.

Предварительное тестирование титанового коагулянта для воды р Нева показало,что мутность воды снижается в среднем с 4,3 до 0,026 мг/дм³(против 0,14 мг/дм³ с сульфатом алюминия), цветность с 24,4 до 2,23 градусов (против 4,8 с сульфатом алюминия), окисляемость с 9,28 до 2,12 мгО₂/дм³ (против 3,8 с сульфатом алюминия).

При опытно-промышленных испытаниях качество очищенной воды в сравнении с одновременно работающей технологией с применением сульфата алюминия, подщелачиванием исходной воды и введением флокулянта приведено в таблице.

Сравнительное содержание органического углерода по методу ТОС приведено в следующей таблице.

Остаточное содержание ионов титана в исходной и очищенной воде составляло 0, 003-0,005 и 0.002-0,007 мг/дм³ соответственно.

Специальные исследования состава органических соединений, выполненные с применением масс-хромато-спектроскопического анализа, показали, что при применении титанового коагулянта очистка от ароматических соединений, алканов, циклоалканов, алкенов составляет 60-100%, в то время, как при применении сульфата алюминия очистка от большенства органических соединений не превышает 18-25%.

При пропускании очищенной воды только через блок ионнообменного фильтра (катионно- и анионнообменники) глубина очистки от органических соединений повышается практически в 2 раза. Анологично изучение состава органических примесей при пропускании по традиционной схеме показало не только более высокий уровень загрязнений. Но и частичное вымывание органических соединений из ионообменных фильтров.

Таким образом, замена традиционных коагулянтов на новый эффективный коагулянт на основе соединений титана не только повышает качество предварительной очистки воды, но и улучшает работу и увеличивает срок службы ионообменных фильтров.