§ 156. Водоспоживання теплової електростанції
Основними водокористувачами на тепловій електростанції є конденсатори парових турбін. Крім них на електростанціях є цілий ряд значно більш дрібних теплообмінних апаратів, до яких підводиться охолоджуюча вода: повітроохолоджувачі або Газоохолоджувачі генераторів, повітроохолоджувачі живильних електронасосів і збудників генераторів, маслоохолоджувачі систем змащення механізмів.
Кожен такий теплообмінник являє собою батарею латунних або мельхіорових трубок, укладену в металевий корпус. По трубках циркулює охолоджуюча вода, а між трубками проходить охолоджуваний повітря, газ або масло.
Обмотки електрогенераторів охолоджуються повітрям або газом (воднем), який циркулює в замкнутому циклі системи вентиляції і охолоджується водою в повітро або газоохладптелях. Температура підводиться до обмоток генератора повітря або газу не повинна перевищувати 35-37 ° С щоб уникнути зниження потужності генератора. Отже, охолоджуюча вода, що подається в повітро або Газоохолоджувачі, повинна мати температуру не вище 30-33 ° С. Тому в системах оборотного водопостачання теплових електростанцій з градирнями в деяких випадках передбачається подача на повітро або Газоохолоджувачі свіжої води, яка в літній час має нижчу температуру, ніж циркуляційна вода. Витрата води, що подається на повітро-або Газоохолоджувачі генераторів, становить 1-2% загальної витрати охолоджувальної води на електростанції.
Охолодження турбінного масла, що циркулює в системах змащення підшипників і регулюючих механізмів турбогенераторів, відбувається в маслоохолоджувачі. Витрата води, що подається на маслоохолоджувачі, становить 1 -1,5% загальної витрати охолоджувальної води. Щоб уникнути попадання води в турбінне масло її тиск в маслоохолоджувачі має бути трохи менше мінімального тиску масла.
З огляду на те що вода в повітро-, газо- і маслоохолоджувачі не забруднюється і нагрівається лише на 2-4 °, вона може бути повторно використана для охолодження конденсаторів.
Іноді для охолодження повітря-, газо- і маслоохладителей застосовують конденсат, який циркулює в замкнутому контурі і охолоджується водою в спеціальному теплообміннику.
На тепловій електростанції вода витрачається також на охолодження підшипників механізмів, на золоулавліванія, гідравлічне видалення золи і шлаків, а також на обеспиліваніе трактів подачі дробленого і розмеленого твердого палива.
Витрата води на охолодження підшипників поживних і конденсат-них насосів, вугільних млинів, димососів і інших допоміжних механізмів відносно невеликий. Однак навіть короткочасне припинення подачі води до підшипників неприпустимо.
Електростанції, що працюють на твердому паливі, обладнуються установками для уловлювання золи з димових газів. У деяких випадках в якості золоуловителей застосовуються мокрі скрубери. Під дією відцентрової сили частки золи з закручених спіраллю димових газів скидаються на стінки скрубберов і змиваються водою.
Видалення шлаку з-під котлів і золи з золоуловителей на більшості електростанцій виробляється гідравлічним способом. Витрата води для цієї мети залежить від виду палива, способу його спалювання, механічних властивостей золи та шлаку. Для потреб гидрозолоудаления використовується вода, що пройшла через конденсатори, а також вода, що скидається після охолодження підшипників, і інші стічні води.
На змив 1 т шлаку потрібно від 20 до 40 м3 води, на змив 1 т золи- від 8 до 12 м3 води. Шлак і зола, змішані з водою (пульпа), транспортуються самопливом або за допомогою спонукальних сопел до ба-Герні насосів, які перекачують пульпу по сталевих трубах на золовідвали. При роздільному видаленні золи і шлаків Золов пульпа перекачується шламовими насосами. Якщо золовідвали розташовані значно нижче котельні, можливо транспортування пульпи до них самопливом.
Золо- і шлаковідвали проектуються як ставки-відстійники безперервної дії. Вони організовуються, як правило, на невикористовуваних ділянках землі поблизу електростанції, наприклад в ярах. Ставок утворюється шляхом перегороджування яру земляною дамбою або обвалування рівнинної ділянки. У цей ставок скидається Золов пульпа. Зола і шлак осідають в ставку, поступово його заповнюючи, а освітлена вода повертається в котельню електростанції з метою повторного використання для гідротранспорту золошлаков.
В інституті Теплоелектропроект розроблений метод зведення огороджувальних дамб розпластаного профілю з золошлаков шляхом намиву їх на дренажну систему, що укладається в підставі дамб. В цьому випадку золопроводів прокладаються на естакаді над дренажною системою і Золов пульпа випускається через невеликі отвори в їх дні розосередження по всьому фронту намиву. Вода профільтровивается в дрени, а золошлаки осідають на поверхні землі, поступово утворюючи дамбу розпластаного профілю.
У таких випадках на золопроводів встановлюються гідравлічні класифікатори, які відокремлюють великі шматки шлаку (щоб уникнути засмічення випускних отворів золопроводів) і найбільш дрібні частинки золи (щоб уникнути погіршення фільтрації в дренажну систему), направляючи їх в центральну частину відвалу. У центральній частині золоот-вала утворюється ставок-відстійник, в якому осідають найбільш дрібні частинки. Цей метод не вимагає зведення дорогих земляних дамб і дозволяє скидати в золоотвал забруднені виробничі стоки від електростанцій, забезпечуючи повне освітлення повертається з золоотвал а води.
У золовідвалах частина води втрачається в результаті випаровування і фільтрації в грунт. Ці втрати приймаються зазвичай в розмірі 10-20% витрати надходить в золоотвал води.
Вода, яка використовується для живлення парових котлів, повинна бути попередньо очищена від грубодисперсних і колоїдних домішок накипеобразующих солей, а також звільнена від розчиненого повітря.
Заповнення втрат живильної води котлів на електростанціях, що працюють з тиском пари 90 кгс / см2 і вище, має проводитися хімічно знесоленої водою або дистилятом.
На електростанціях з енергоблоками 200 тис. Квт і вище при заповненні втрат дистилятом випарників останні повинні доповнюватися встановленням для хімічного знесолення дистиляту.
На електростанціях застосовуються такі схеми хімічного хзбессоліванія води в залежності від котлів, параметрів пари в них і якості вихідної води:
двоступенева Н-катіонірованіе з декарбонізацією і подальшим східчасто-протитечійним аніонірованіе;
двоступенева знесолення з чергується Н - ОН-іоніро-ням і декарбонізацією після аніонітного фільтра першого ступеня або після Н-катіонітного фільтра другого ступеня;
триступеневе хімічне знесолення з чергується Н - ОН-іонірованіем і декарбонізацією води у відповідному місці схеми, причому в якості третьої ступені допускається застосування фільтрів змішаної дії.
Кількість води, що вимагається для підживлення котлів на конденсаційних електростанціях, становить 1-2% витрати пари.
На ТЕЦ через відборів пара на потреби промислових підприємств потрібно значно більшу кількість води для підживлення котлів. Крім того, на ТЕЦ проводиться пом'якшення води, яка подається на гаряче водопостачання міст.
Сумарна витрата води на тепловій електростанції залежить від її потужності, типу встановленого обладнання, кратності охолодження пара і температури охолоджуючої води. Для сучасної потужної теплоелектростанції, обладнаної, наприклад, вісьмома блоками по 300 тис. КВт кожний, загальна витрата води становить приблизно 300 тис. М3 / год в літню пору і близько 200 тис. М3 / год взимку.
Питома витрата охолоджуючої води на 1 квт встановленої потужності тим менше, чим вище початкові параметри пари, що подається з котла в турбіну, і чим більше одинична потужність турбін. Так, при збільшенні потужності турбін від 100 до 500 тис. КВт і підвищенні тиску пари з 90 до 240 кгс / см2 питома витрата води знижується з 0,17 до 0,10 м3 / год на 1 квт встановленої потужності.
Незважаючи на зниження питомих витрат води при підвищенні одиничної потужності турбін, сумарні витрати води для потужних електростанцій досягають 100 м3 / с і більше. Водоприймальні і очисні споруди, насосні установки, водоводи і штучні охолоджувачі представляють при таких витратах води споруди великого масштабу. Іноді місце для будівництва електростанції вибирається виключно з умов зручності постачання її водою, причому доводиться погоджуватися з видаленням електростанції від споживачів енергії і джерел палива.