11.10.2026
Паровой котел PREMIUM S-5000 12 бар

Технологии утилизации продувочной воды паровых котлов

Паровые котлы с естественной циркуляцией теряют часть полезной теплоты с продувочной водой. В статье рассмотрены возможности утилизации теплоты продувочной воды.

К технологическим процессам, сопровождающимся существенными сбросами минерализованных сточных вод, относится непрерывная продувка паровых котлов. Проблема ограниченных ресурсов всегда стояла перед человечеством, в области энергетики эта проблема в наше время как никогда актуальна, так как с каждым годом углеводородных запасов на планете становится все меньше, их стоимость растёт, что ведёт к удорожанию конечного продукта, следовательно, нужно более эффективно использовать ресурсы, повышать КПД оборудования, внедрять новые технологии.

Паровой котел PREMIUM S-5000 12 бар
Паровой котел PREMIUM S-5000 12 бар

Минимизация сбросов сточных вод требует повышения коэффициента водооборота на тепловых электрических станциях, т. е. создания малоотходных и безотходных схем водоснабжения. Это должно быть реализовано не только путем усовершенствования многих существующих технико-экономических решений по обработке воды различного состава, необходим также учет экономического влияния примесей технологических потоков, используемых реагентов и конкретные экономическая и социологическая оценки ущерба, причиняемого окружающей среде в результате сбросов.

Реализация концепции создания экологически безопасной тепловой электростанции (ТЭС) возможна по двум направлениям.

Первое направление основано на разработке и внедрении экономичных и экологически совершенных технологий подготовки добавочной воды парогенераторов и подпиточной воды теплосети. В этом аспекте разработка эффективных технологических схем водоприготовления на ТЭС с сохранением базисного оборудования является наиболее перспективным направлением, отвечающим поставленным требованиям, в особенности там, где речь идет о расширении и реконструкции функционирующих установок.

Второе направление связано с разработкой и внедрением технологий максимально полной переработки и утилизации образующихся сточных вод с получением и повторным использованием в цикле станции исходных химических реагентов.

Наиболее перспективными являются электромембранные технологии обработки воды, позволяющие исключить сбросы солей и потребление воды на собственные нужды водоподготовительных установок.

Теплоэнергетические установки являются крупными загрязнителями атмосферы, почв и водоемов. Непрерывная продувка, являясь важным компонентом водно-химического режима паровых котлов, сопровождается ощутимыми потерями теплоты и массы продувочной воды.

Типовая схема утилизации продувочной воды предусматривает одноразовое или ступенчатое расширение продувочной воды в сепараторах непрерывной продувки. Выделившийся из продувочной воды пар используется в цикле котельной, а неиспарившаяся в сепараторе вода частично отдает свою теплоту в охладителе непрерывной продувки и сбрасывается в канализацию. Недостатком такой схемы является потеря неиспарившейся продувочной воды, загрязнение поверхностных водоемов минерализованными стоками и необходимость установки специального оборудования как сепараторов и охладителя.

Исследованиями и разработками кафедры ТГВ УлГТУ доказано, что существенно повысить эффективность утилизации теплоты и массы продувочной воды можно путем использования высокого энергетического потенциала этой воды в отдельных технологических процессах котельных установок. При этом следует стремиться к использованию продувочной воды в качестве рабочей среды непосредственно в аппаратах, где происходят эти технологические процессы, с тем, чтобы частично или полностью исключить из схемы котельной специальное утилизационное оборудование. Естественно, что при применении новых способов утилизации продувочной воды должны строго соблюдаться предусмотренные руководящими материалами по котлонадзору правила устройства и безопасной эксплуатации котлов и трубопроводов.

Одним из возможных таких путей утилизации продувочной воды паровых котлов является её применение в качестве греющего агента для струйно-барботажных вакуумных деаэраторов. Такой вариант позволяет полностью использовать энергетический потенциал продувочной воды в процессе десорбции растворенных газов из питательной воды котлов или подпиточной воды теплосети. При использовании этого способа снижается или исключается потребность в паре или прямой сетевой воде.

В котельных низкого давления с закрытыми системами теплоснабжения продувочную воду можно подавать непосредственно в испарительный отсек вакуумного деаэратора. В котельных высокого давления в качестве греющего агента в вакуумном деаэраторе целесообразно использовать неиспарившуюся воду после сепаратора непрерывной продувки 1-й ступени, исключив из схемы котельной сепаратор 2-й ступени.

Следует отметить, что при использовании продувочной воды для технологических нужд котельной взамен других, более ценных теплоносителей и при высокой степени утилизации теплоты и массы продувочной воды необязательно стремиться к минимальному ходу непрерывной продувки котлов. Расход продувки может несколько превышать нормы и определяться энергетической потребностью процесса, осуществляемого с помощью продувочной воды.

Это соображение справедливо и при реализации другого технического решения, в соответствии с которым продувочная вода используется для регулирования подачи мазута в топку котла. Этот способ осуществим в паромеханических форсунках, где вместо пара применяется продувочная вода, отобранная из барабана котла. Такой вариант использования продувочной воды оправдан достаточным энергетическим потенциалом и в большинстве случаев позволяет полностью использовать ее в процессе распыливания мазута. Это способствует снижению коррозионной активности продуктов сгорания, а экологический эффект достигается за счет частичного связывания оксидов серы и подавления образования оксидов азота при горении топлива в среде, содержащей водяные пары.

Наиболее эффективна технология, предусматривающая использование продувочной воды одновременно для подогрева и транспорта мазута из мазутного хозяйства к котлу с помощью струйных насосов — инжекторов.

При пароснабжении некоторых промышленных производств, не требующих высокой чистоты технологического пара, можно обеспечить полную утилизацию её теплоты и массы. В этом случае предусматривается полное смешение продувочной воды с паром для производственных процессов, к которым относятся пропарка железобетонных изделий, контактный разогрев сырья, топлива, то есть процессы, для которых наличие в паре некоторого количества минеральных солей не имеет существенного значения.

В котельных низкого давления с перегревом пара продувочная вода может подаваться в трубопровод острого пара, отпускаемого потребителю. В котельных среднего и высокого давления продувочную воду целесообразно вводить в трубопровод отборного пара турбин или использовать в качестве охлаждающей среды в редукционно-охладительных установках.

При смешении продувочной воды с технологическим паром увеличивается количество этого пара, но в то же время несколько снижается его температура, поэтому перед использованием этой технологии следует оценить, насколько существенно изменятся потребительские и транспортные свойства пара.
Можно сделать вывод, что новый подход к утилизации теплоты и массы продувочной воды предлагает использовать такую воду в технологических процессах теплоэнергетических установок, он позволяет более полно использовать её массу и высокопотенциальную теплоту, высвобождать из этих процессов более ценные теплоносители, упростить схему установок и получить существенный экономический и экологический эффект.

Список литературы

  1. Вафин, Т.Ф., Королёв, А.Г. Утилизация стоков испарительной установки с возвратом щелочи в цикл станции // XVI Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика»: материалы докладов. — Москва. — 2010. — Т.З. — С.152-153.
  2. Чичирова, Н.Д. Экологическая и экономическая эффективность внедрения ресурсосберегающих технологий на тепловых электрических станциях / Н.Д. Чичирова, А.А. Чичиров, А.Г. Королёв, Т.Ф. Вафин // Труды Академэнерго. — 2010.- №3. — С. 65-71.
  3. Шарапов В.И. Технологии утилизации продувочной воды паровых котлов // Энергосбережение. 1998. № 4. С. 78-80.

Автор: Галеева А. А. (студ.гр. ТГВбд-31) руковод. Пазушкина О.В. (к.т.н., доцент)

Источник: Новые технологии в теплоснабжении и строительстве: сборник работ студентов — сотрудников научно-исследовательской лаборатории «Теплоэнергетические системы и установки». Выпуск 20 [Электронный ресурс]. — Электронные данные. Ульяновск : УлГТУ, 2022. — 131 с.

Добавить комментарий