1.5. Выбор источника и производительности водоподготовки

При работе паротурбинных электростанций любых типов часть пара и конденсата теряется с протечками в арматуре и фланцевых соединениях, с переливами, с необходимостью дренирования оборудования при пусках и остановах, при использовании пара на разогрев мазута, паровую обдувку поверхностей котла и другие технические нужды. Эти потери, возникающие непосредственно на электростанциях, называются внутренними и составляют обычно 1.0 - 1.6% от расхода питательной воды. На ТЭЦ с производственными отборами наряду с внутренними потерями существуют потери пара и конденсата в технологических процессах у потребителей теплоты. Эти внутренние и внешние потери должны восполняться добавочной водой, подготовляемой на ВПУ, по качеству сопоставимой с качеством питательной воды котлов. Эксплуатация тепловых сетей также связана с утечкой водного теплоносителя, величина которой зависит от объема сетей и их типа (закрытые или с открытым горячим водоснабжением). Для подпитки тепловых сетей на ТЭЦ сооружается специальная ВПУ.

При проектировании водоподготовительных установок необходимо произвести:

• выбор источника водоснабжения;
• выбор производительности ВПУ для добавки в основной цикл и ВПУ для подпитки теплосети;
• выбор принципиальных схем ВПУ;
• выполнить технологические расчеты;
• выполнить чертежи развернутой схемы ВПУ и компоновки оборудования;
• выполнить технико-экономические расчетные обоснования принятых решений и т.п.

Для приготовления добавочной и подпиточной воды на электростанциях применяют при соответствующем обосновании:

• воды поверхностных источников;
• воды артезианских скважин;
• воды прямоточных и циркуляционных систем охлаждения конденсаторов турбин;
• очищенные сточные воды электростанций;
• продувочные воды котлов для термических методов водоподготовки.

Для оценки и сопоставления показателей качества воды в табл. 1.8 приведена форма химического анализа воды, используемой в промышленных целях, а в табл. 1.9 дан ориентировочный химический состав вод некоторых источников водоснабжения.

Примечания:
1. Прочерк в показателях означает не отсутствие компонента, а то, что его химический анализ не проводился.
2. Данные табл. 1.9 являются ориентировочными и могут быть использованы только в учебных целях.

Расчетная производительность ВПУ для приготовления добавочной воды котлов складывается в зависимости от типов основного оборудования и вида используемого топлива из четырех основных составляющих:

1) восполнение различных станционных потерь и создания запаса обработанной воды в размере 3% от суммарной номинальной производительности котлов любого типа;

2) восполнение потерь с продувочной водой барабанных котлов в пределах 0.5 - 2% их паропроизводительности;

3) восполнение потерь пара на разогрев мазута, используемого как основное или резервное топливо, для чего производительность ВПУ увеличивается на 0.15 т на каждую тонну сжигаемого мазута;

4) восполнение потерь пара и конденсата, отдаваемого на производство, с 25% запасом на расчетный не возвращаемый объем конденсата.

Пример 1.9. Онлайн расчет Определить производительность ВПУ для ГРЭС на твердом топливе мощностью 4 · 800 МВт при удельном расходе пара для блоков СКД 3 т/МВт.

Решение:

Q_ВПУ = 4 · 800 · 3 · 0.03 = 288 т/ч.

Пример 1.10. Онлайн расчет Определить производительность ВПУ для ГРЭС мощностью 4 · 800 МВт, сжигающей 720 т/ч мазута.

Решение:

Q_ВПУ = 4 · 800 · 3 · 0.03 + 720 · 0.15 = 396 т/ч.

Пример 1.11. Онлайн расчет Определить производительность ВПУ для промышленной ТЭЦ высокого давления на газе, на которой суммарная паропроизводительность барабанных котлов равна 2560 т/ч, продувку котлов принять равной 1%, отдача пара на производство составляет 120 т/ч, возврат конденсата 80%.

Решение:

Q_ВПУ = 2560 · 0.03 + 2560 · 0.01 + (120 - 80) · 1.25 = 152.4 т/ч.

При применении термической схемы обессоливания ее производительность принимается с коэффициентом 1.4 для КЭС и 1.2 для ТЭЦ от расчетной потребности в обессоленной воде. При этом производительность установки умягчения воды для питания испарителей не увеличивается. При проектировании блочных испарительных установок последние необходимо дополнять по пусковым и резервным условиям общестанционной химобессоливающей или испарительной установкой, производительность которой принимается с коэффициентом 0.4 от расчетной потребности в добавочной воде.

При проектировании водоподготовительных установок предназначенных для подпитки тепловых сетей исходят из того, что часовая потеря в закрытых сетях теплоснабжения составляет 0.75% от объема воды в тепловых сетях и 0.5% от объема транзитных магистралей. В открытых системах теплоснабжения в дополнении к отмеченным потерям в сети необходимо приплюсовывать расчетный среднечасовой расход воды на горячее водоснабжение за отопительный период. В связи с тем, что фактические данные по объемам воды в тепловых сетях зачастую отсутствуют, на основе промышленного опыта рекомендуется принимать для расчета объема сети: 50 м³ на 1 Гкал/ч при наличии транспортных магистралей и 65 м³ на 1 Гкал/ч при их отсутствии.

Пример 1.12. Онлайн расчет Определить производительность ВПУ для подпитки закрытой тепловой сети с развитыми транспортными магистралями на ТЭЦ с четырьмя блоками Т-250.

Решение:

1. Из характеристики теплофикационной установки турбины Т-250-240-3 находим тепловую мощность отборов, которая равна 350 Гкал/ч (407 МВт).
2. Суммарная тепловая мощность отборов ТЭЦ: 350 · 4 = 1400 Гкал/ч.
3. Объем воды в тепловых сетях: 1400 · 50 = 70000 м³.
4. Производительность ВПУ для подпитки тепловой сети на ТЭЦ при часовой потере 0.5% объема сети: Q_{ВПУ ПТС} = 70000 · 0.005 = 350 т/ч.