Реконструкция системы водоподготовки на ТЭЦ-22
НПК «Медиана-Фильтр» предложила технические решения, которые были приняты к реализации при проведении реконструкции системы водоподготовки на ТЭЦ-22 ОАО «Мосэнерго». В соответствии с предложениями компании «Медиана-Фильтр» были внесены коррективы в подготовленный ранее МОСЭНЕРГОПРОЕКТом (МЭП) проект реконструкции, основанный на традиционных для промышленной водоподготовки технологических решениях.
Исходной водой является вода Москва-реки в нижнем течении в черте города. В ее состав входят: Na – 2,7 мг-экв/л; Са – 4,8 мг-экв/л; Мg – 0,3 мг-экв/л; Fe общ. – 5,1 мг/л; NH4 – 4,3 мг/л; НСО3 – 3,8 мг-экв/л; Сl – 120 мг/л; SO4 – 72 мг/л; SiO2 – 6 мг/л; нефтепродукты – 0,62 мг/л; окисляемость – 9, 6 мгO2/л; рН – 7,5.
При разработке проекта водоподготовки ТЭЦ-22 производительностью 450–500 м3/час по обессоленной воде и 900 м3/час (с возможностью расширения до 1350 м3 /ч) по воде, умягченной для теплосети, решались следующие задачи:
- обеспечить максимальную надежность и гибкость технологической схемыводоподготовки при эксплуатации;
- достигнуть стабильно высокого качества обработанной ( умягченной и деминерализованной ) воды вне зависимости от колебания качества исходной воды;
- минимизировать эксплуатационные расходы (уменьшить количество потребляемых системой водоподготовки реагентов и образующихся сточных вод; количество единиц установленного основного оборудования, а также арматуры и периферийного оборудования, находящегося в эксплуатации);
- обойтись минимально возможными изменениями в существующем проекте;
- оптимизировать капитальные затраты на модернизацию установки водоподготовки;
- создать современную автоматизированную схему управления установкой водоподготовки, которая могла бы быть интегрирована в структуру управления станцией в целом.
Предложенная аппаратурно-технологическая схема (рис. 1) бази руется на двух современных методах водоподготовки, которые позволя ют достигнуть поставленных целей: обратном осмосе и противоточном ионном обмене. В ее основу лег многолетний опыт работы НПК «Медиана-Фильтр» в области водоподготовки и опыт зарубежных партнеров фирмы, с которыми она активно сотрудничает (например, « General Electric » и « Dow Chemical »). НПК «Медиана-Фильтр» является владельцем патентов на модернизированные варианты противоточной регенерации фильтров по технологии АПКОРЕ,
утвержденных ТУ на оборудование для этого процесса и оригинальных разработок различных обратноосмотических систем . Так, например, противоточные фильтры обработки воды ФИПР-А-У(О) разработаны НПК «Медиана-Фильтр» и выпускаются по ТУ-4859-004(005)-46824383-04 в соответствии с: |
Рис. 1. Принципиальная технологическая схема водоподготовки на ТЭЦ-22 |
- лицензией «The Dow Chemical Company» от 26.02.2001 г;
- патентом РФ №2149685;
- положительным решением о выдаче патента РФ по заявке на изобретение № 2003127008 от 05.09.2003;
- патентом РФ на полезную модель № 34527;
В вариантах конструкций фильтров обработки воды, выбранных для использования в системе водоподготовки на ВПУ ТЭЦ-22, применены распределительные устройства в виде ложных днищ. Расчеты процессов и оборудования производились с применением методов математического моделирования технологических процессов водоподготовки на базе последнего поколения компьютерных расчетных программ СА DIX 5.7.7, ROSA 5.4, WINFLOW 2000 и др. Все оборудование оснащается средствами КИПиА и управляется контроллерами нижнего уровня с возможностью интеграции в автоматизированную систему управления ТЭЦ, организованную на базе контроллера верхнего уровня.
Технологическая схема включает:а) известкование с коагуляцией (1500 м3/ч);
б) механическое фильтрование воды * (1500 м3 /ч);
в) умягчение воды по технологии UPCORE (1500 м3 /ч с возможным расширением до 1950 м3 /ч).
Далее обрабатываемая вода разделяется на два потока: 900 м3 /ч (или 1350 м3 /ч) умягченной воды направляются для подпитки теплосети, а 600 м3 /ч умягченной воды направляется на дальнейшую обработку для получения воды, обессоленной по схеме:
г) обратный осмос (450 м3 /ч);д) деминерализация воды по технологии UPCORE (450 м3 /ч);
е) финишная очистка воды на раздельных Н-ОН фильтрах (450 м3 /ч) * – для котлов СКД.
Для умягчения воды по технологии UPCORE используются 7 фильтров ФИПР-А-У- 3,4(О) (5 фильтров в работе; 1 – на регенерации; 1 – в резерве), каждый из которых способен обрабатывать от 50 м3 /ч до 400 м3 /ч исходной воды.
Основные расчетные показатели блока умягчения воды:
Оборудование:
Фильтр ионообменный диаметром3 ,4 м , шт.: |
7 |
Расчетная производительность одного фильтра, м3/ч: |
300 |
Фильтроцикл: |
8270 м3, или 27 ч |
Остаточная жесткость, мг-экв/л: |
0,01 |
Объем загрузки ионитов (на один фильтр), м3 : |
28 |
Расход соли (по 100% веществу) на регенерацию, кг: |
2050 |
Расход соли по стехиометрии. %: |
142 |
Продолжительность регенерации: |
1 ч 20 мин |
Потребление воды на собственные нужды за регенерацию, м3: |
170 |
Обратноосмотическая установка (рис. 2) производительностью 450 м3 /ч по пермеату состоит из 8 модулей, каждый производительностью до 60 м3 /ч (расчетная – 50 м3 /ч) по пермеату. Выбраны стойкие к отравлению органическими веществами мембранные элементы « Filmtec » типа BW30. Каждый мембранный блок обратного осмоса построен по двухступенчатой схеме по концентрату. Модульный принцип построения позволяет сократить капитальные затраты на вспомогательное оборудование (станции химической мойки мембран обратного осмоса) и легко, с минимальными эксплуатационными затратами, адаптировать установку водоподготовки к работе в условиях переменной нагрузки.
Оборудование (расчетные показатели):
|
 Рис. 2. Установка обратного осмоса большой производительности |
Для деминерализации обратноосмотического пермеата используются 4 цепочки противоточных ионообменных фильтров обработки воды, работающих по технологии UPCORE (1 – в работе; 1 – на регенерации; 1 – в резерве; 1 – дополнительная на случай байпассирования обратного осмоса, чтобы, задействовав две цепочки одновременно, обеспечить длительность фильтроцикла не менее 8 часов в соответствии с действующими нормами), каждая из которых включает комбинацию из Н-фильтра и ОН-фильтров; фильтры ФИПР А-О-3,4; нагрузка на цепочку – от 50 м3/ч до 500 м3 /ч.
Оборудование (расчетные показатели):| - Цепочки фильтров, шт.: 4 (всего 8 шт диаметром 3,4 м ), в работе 1 цепочка; - Производительность одной цепочки, м3 /ч: 500 - Фильтроцикл, м3 : 49800, или 100 ч Качество обработанной воды: - электропроводность, мкСм/см: < 0,9 - Na , мкг/л: < 85 - SiO2, мкг/л: < 20 - Объем загрузки катионитного фильтра, м3 : 28 |
- Объем загрузки анионитного фильтра, м3 : 24 Расход реагентов (по 100% веществу) на регенерацию, кг: - серная кислота 1307; щелочь 750 Расход реагентов по стехиометрии, %: - серная кислота 135; щелочь 129 - Продолжительность регенерации, ч: 2 - Потребление воды на собственные нужды за регенерацию, м3 : 213 |
После блока финишной очистки качество обессоленной воды соответствует требованиям, предъявляемым для питания энергетических котлов СКД по основным показателям: электропроводности, остаточному содержанию натрия и силикатов.
Предложенная технологическая схема водоподготовки позволяет потребителю:
- существенно повысить технологическую надежность и устойчивость работы схемы;
- резко (в 15–20 раз!) сократить затраты реагентов по сравнению с ранее предложенным проектом водоподготовки;
- значительно снизить количество сбрасываемых сточных вод;
- минимизировать возможность поступления органических загрязнений (как полярных, так и неполярных) в технологический тракт котлов и турбин.
Отмечены технические решения, которые заложены в существующем проекте, разработанном НИИ МосЭнергоПроект.