Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Энергетические системы и комплексы

Диссертационная работа:

Хазиахметова Фарида Раисовна. Разработка и исследование малоотходных комплексов водопользования на ТЭС : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.01 / Хазиахметова Фарида Раисовна; [Место защиты: Моск. энергет. ин-т].- Москва, 2010.- 136 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/1956

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Список использованных сокращений 4

Введение 5

Глава 1. Малоотходные комплексы водопользования на ТЭС 11

1.1 Современное состояние водопользования на ТЭС 12

1.2 Водоподготовительные установки ТЭС

1.2.1 Предварительная очистка 19

1.2.2 Подготовка добавочной воды котлов и подпилочной воды тепловых сетей 21

1.2.2.1. Ионный обмен 21

1.2.2.2. Мембранные методы подготовки воды 24

1.2.2.3. Термическая водоподготовка 27

1.3 Создание малоотходных комплексов водопользования на ТЭС...28

Глава 2. Опытно-промышленные исследования на Казанской ТЭЦ-3 34

2.1. Схема ВПУ Казанской ТЭЦ-3 с утилизацией сточных вод 34

2.2. Опытно-промышленное исследование процессов приготовления регенерационного раствора из сточных вод и регенерации им натрий-катионитных фильтров 42

2.3. Опытно-промышленное исследование процессов кристаллизации гипса из сточных вод натрий- и водород-катионитных фильтров 50

2.4. Опытно-промышленное исследование работы осветлителя на смеси сточных вод 59

Глава 3. Разработка рекомендаций по повышению эффективности работы малоотходного комплекса водопользования Казанской ТЭЦ-3 .64

3.1. Разработка методики и программы расчета для оптимизации малоотходной схемы водопользования Казанской ТЭЦ-3

3.2. Предложения по повышению эффективности работы малоотходного комплекса водопользования Казанской ТЭЦ-3 .79

Глава 4. Разработка и исследование малоотходных комплексов водопользования наТЭС 85

4.1. Разработка малоотходного комплекса водопользования на базе ионообменного и термического обессоливания 91

4.2. Разработка малоотходного комплекса водопользования на базе мембранных и термических методов обработки воды 94

4.3. Разработка малоотходного комплекса водопользования на базе термического метода обработки воды 97

4.4. Разработка методики и программы расчета малоотходных комплексов водопользования 99

4.5. Определение оптимальных условий применения разработанных комплексных схем. Сравнение их экологической и экономической эффективности 101

Заключение 113

Список литературы 115

Приложение А 129

Приложение Б 130

Приложение В 131

Приложение Г 132

Приложение Д 133

Приложение Е 134

Приложение Ж 135

Приложение 3 1  

Введение к работе:

Предприятия электроэнергетики являются одним из основных потребителей природных ресурсов и источником негативного воздействия на окружающую среду. За 2008г. суммарный забор воды из природных водоисточников составил 80,3км3, сброс сточных вод (СВ) - 52,0 км3 . Из них на производство и распределение электроэнергии, газа и воды приходится: забор воды - 44,9KMJ, сброс СВ - 37,8км3, из них загрязненных СВ - 9км3, нор-мативно чистых - 27,6 км , нормативно очищенных - 1,1 км [1]. При этом размеры платы за забор воды и сброс загрязняющих веществ значительны [2]. В связи с этим весьма актуальной становится задача сокращения водопо-требления и сброса СВ. Решением её является создание малоотходных комплексов водопользования, позволяющих максимально использовать поступающую в технологический цикл воду и сократить сброс СВ и содержащихся в них компонентов.

Проблема загрязнения водоёмов актуальна для большинства промыш-ленно развитых стран. Однако подход к её решению в этих странах различен. Так, в Европе, где большинство крупных рек проходит через территорию нескольких стран, предотвратить сброс СВ в них достаточно сложно. В этих условиях предпочтение отдаётся внутренним источникам воды, а СВ перед сбросом очищают только от наиболее токсичных компонентов. Характерен в этом отношении пример Германии, где питьевое снабжение осуществляется преимущественно из озер, артезианских скважин или береговым фильтражом [3]. Зачастую и для технического водоснабжения используют артезианскую воду вместо речной. В этих условиях предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ для водоёмов Германии оказались значительно выше, чем для большинства регионов России. Иная картина наблюдается в США, где законодательство по охране природных водоисточников является более строгим и постоянно ужесточается. Создана система государственного контроля состояния водоёмов, действующая с 1966г. Осуществляется целенаправленная подготовка специалистов по защите водоёмов от загрязнения. Интенсивно развиваются предприятия, специализирующиеся на выпуске оборудования по очистке стоков и другой экологической техники [3].

Для тепловых электростанций (ТЭС) актуальна задача не только сокращения потребления природной воды и снижения сбросов СВ, но и ограничения содержания в них минеральных солей. Характерным примером в этом отношении является р.Москва, минерализация воды которой в пределах г.Москвы увеличивается более чем в 2 раза по сравнению со входом реки в черту города [3]. Негативное воздействие этого фактора ощущают не только флора и фауна реки, но и промышленные предприятия, расположенные на её выходе из города. Рост минерализации увеличивает затраты на обработку воды и количество сточных вод.

Основная часть воды используется на ТЭС для охлаждения конденсаторов турбин и вспомогательного оборудования. Сокращение этой части вод в комплексе водопользования ТЭС реализуется применением оборотных систем охлаждения (СОО). При этом появляется возможность утилизировать в СОО ливневые и талые воды с территории ТЭС, а также технологические за-мазученные и замасленные сточные воды после соответствующей очистки по существующим технологиям.

Дальнейшее сокращение водопотребления возможно за счёт использования продувочной воды СОО в качестве исходной воды водоподготовитель-ных установок (ВПУ). В технологическом цикле ТЭС используется сверхчистая глубоко обессоленная вода для питания котлов и умягчённая вода для подпитки тепловых сетей. Подготовка воды такого качества в основном осуществляется путем ионного обмена, что связано с применением химических реагентов и образованием большого количества минерализованных сточных вод. Такие воды содержат значительное количество хлорид- и сульфат-ионов, имеющих жесткое ограничение по ПДК. Кроме негативного влияния на биологические организмы, сульфаты и хлориды оказывают разрушающее воздействие на конструкции из бетона и железа. В связи с этим в последнее время уделяется повышенное внимание и другим технологиям получения обессоленной воды — мембранным и термическим. Применение их позволяет значительно сократить количество используемых реагентов и сброс солей со сточными водами.

Экономическая и экологическая эффективность технологий обработки воды и всего малоотходного комплекса водопользования на ТЭС во многом зависит от конкретных условий её эксплуатации. В этих условиях разработка и исследование соответствующих решений являются актуальными.

Цель работы

Диссертация посвящена разработке и исследованию малоотходных комплексов водопользования на ТЭС с использованием наиболее перспективных технологий обработки воды, позволяющих снизить негативное воздействие ТЭС на гидросферу.

Задачи работы:

• исследовать в опытно-промышленных условиях процесс приготовления регенерационного раствора из продувочной воды испарителей и СВ от натрий-катионитных фильтров и регенерации этих фильтров полученным раствором;

• исследовать в опытно-промышленных условиях процесс кристаллизации гипса из сточных вод натрий- и водород-катионитных фильтров;

• исследовать в опытно-промышленных условиях работу осветлителя при подаче в него продувочной воды СОО и смеси СВ ВПУ;

• разработать предложения по повышению эффективности работы малоотходного комплекса водопользования Казанской ТЭЦ-3;

• разработать малоотходные комплексы водопользования на ТЭС на базе наиболее перспективных технологий обработки воды и результатов выполненных исследований;

• разработать методику и программу расчета малоотходных комплексов водопользования, определить с её помощью оптимальные условия их применения, провести анализ экологической и экономической эффективно 8 сти различных схем ВПУ с пониженным сбросом СВ и загрязняющих веществ.

Научная новизна работы

Впервые в отечественной практике получены данные опытно-промышленных исследований работы комбинированной ВПУ на Казанской ТЭЦ-3, включающей подготовку воды химическим, термическим и ионообменным методами, с утилизацией основной части СВ. Определены оптимальные условия приготовления регенерационного раствора из СВ и его использования для регенерации натрий-катионитных фильтров, выделения из СВ от регенерации натрий- и водород-катионитных фильтров минеральных компонентов в виде гипса и гидроксида магния, работы осветлителя на смеси СВ разного типа.

Разработаны три варианта малоотходных комплексов водопользования на ТЭС с применением химических, ионообменных, мембранных и термических технологий обработки воды. С помощью компьютерных исследований выявлено влияние технологических показателей (состав исходной воды, тип и производительность ВПУ, степень упаривания воды в СОО и др.) на эффективность применения разработанных схем. Показана экономическая и экологическая целесообразность применения технологии утилизации сточных вод с выделением минеральных компонентов в виде гипса при создании ВПУ с пониженным сбросом СВ и загрязняющих веществ.

Практическая ценность работы

Разработаны предложения по повышению эффективности работы комплекса водопользования Казанской ТЭЦ-3. Разработаны методика и программа расчета малоотходных комплексов водопользования на ТЭС, позволяющие оценить материально-солевые балансы различных вариантов схем и выбрать оптимальный. Результаты исследований, а также разработанные автором схемы и программа для их расчета могут быть использованы проектными и научно-исследовательскими организациями при создании малоот 9 ходных комплексов водопользования как на существующих ТЭС и других производствах в процессе их реконструкции, так и при сооружении новых.

Достоверность изложенных в диссертации основных научных и практических положений обеспечивается обоснованностью использованных методик и результатами экспериментальных и опытно-промышленных исследований, применением штатных методов химического анализа, а также использованием расчетно-теоретических методик, разработанных ведущими специалистами и организациями.

Основные положения, выносимые на защиту:

• результаты опытно-промышленных исследований на Казанской ТЭЦ-3; три варианта малоотходных комплексов водопользования на ТЭС;

• методика расчета малоотходных комплексов водопользования на ТЭС;

• результаты расчетов по определению оптимальных условий применения разработанных комплексных схем, а также сравнения их экологической и экономической эффективности.

Личный вклад автора

Обработаны и проанализированы результаты опытно-промышленных исследований на Казанской ТЭЦ-3. Разработаны предложения по повышению эффективности работы комплекса водопользования Казанской ТЭЦ-3. Разработаны комплексные схемы водопользования с утилизацией сточных вод на базе химической, ионообменной, обратноосмотическои и термической технологий водоподготовки. Разработаны методика и программа расчета, позволяющие оценить показатели работы малоотходных комплексов водопользования. Проведена сравнительная оценка экологической и экономической эффективности разработанных схем.

Апробация работы

Положения диссертационной работы были представлены: на 14-й, 15-й и 16-й Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, МЭИ (ТУ), 2008-2010 гг.), VII Международной научной конферен 10 ции «Повышение эффективности производства электроэнергии» (г. Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2009г.).

Публикации

Основное содержание работы отражено в 6 публикациях.  


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net