Водный режим котлов оказывает существенное влияние на экономию топлива на электростанциях и надежность работы оборудования. Поэтому каждый котел должен быть подвергнут подробным теплохимическим испытаниям с целью установления зависимости качества пара от состава котловой воды, нагрузки агрегата и уровня воды в барабанах котла и установления норм качества котловой воды и пара. Это позволяет установить минимально необходимые размеры продувки и тем самым сократить расход топлива при одновременном обеспечении нормального качества пара.
Основной задачей персонала электростанции является устранение всех пропусков пара и утечек конденсата, т. е. устранение парения паропроводов, баков и всех других источников безвозвратной потери пара и его конденсата. Максимально -возможная часть конденсата пара, вырабатываемого котлами, должна возвращаться в котельную в виде чистого незагрязненного конденсата для питания котлов.
Надо строго учитывать потери конденсата и не допускать их по количеству для конденсационной электростанции более 2% расхода пара котельной.
Если электростанция отпускает пар на сторону на промышленные и коммунальные нужды, то необходимо обязать потребителя организовать возврат конденсата в максимально технически возможном количестве и без загрязнений.
Система возврата конденсата от потребителя должна быть автоматизирована и предохранена от заражения кислородом. Необходимо также избегать переохлаждения конденсата, так как при этом он поглощает из атмосферы кислород. На линии возвращаемого конденсата должны быть установлены солемеры, автоматически контролирующие качество конденсата.
Рекомендуется ежедневно определять по каждому потребителю тепловой коэффициент полноценности возврата конденсата по формуле:
(76)
где: AG — потери конденсата, т/сутки;
Δΐ — потери теплосодержания конденсата из основной аппаратуры при прохождении его от аппаратуры до приемных баков электростанции, тыс. ккал/т;
G — общее количество отпущенного пара, т/сутки; i — теплосодержание конденсата основной аппаратуры, тыс. ккал/т.
Следующим мероприятием является наладка работы химической водоочистки, испарителей, деаэраторов и парообразователей, находящихся на электростанции.
Качество очищенной воды должно быть тем выше, чем больше потери конденсата.
Простейшая внутрикотловая обработка воды может применяться только для неэкранированных котлов низкого давления, с рядом других известных ограничений. В частности, для котлов Шухова — Берлина жесткость питательной воды не должна быть при этом больше 1 мг-экв/л.
Стационарные котельные установки паротурбинных электростанций должны иметь внекотловую обработку питательной воды, как наиболее качественную и лучше регулируемую.
Большое распространение при обработке речных вод на электростанциях в настоящее время имеют известково-катионитовые установки. Следует отметить, что неоправданное стремление — повысить производительность отстойников — приводит к выносу
из них взвеси (СаСОз), загрязнению механических и катионитовых фильтров и к снижению их производительности. Улучшение работы отстойников может идти по линии применения зашламления и специальных контактно-шламовых смесителей.
Для увеличения производительности механических фильтров при той же площади в цехе может быть рекомендовано применение специальных двухпоточных фильтров. Улучшение работы катионитовых фильтров, особенно при жесткой воде, достигается применением противоточного катионирования, когда умягченная вода направляется снизу вверх. Скоростное противоточное катионирование осуществляется по методу Московского отделения ЦКТИ при гидравлически зажатом материале. Фильтр эксплуатируется без взрыхляющей промывки; удельный расход соли на регенерацию снижается. Габариты и удельный расход металла в этих фильтрах меньше, чем в обычных.
Значительно повышаются емкость и производительность катионитовых фильтров, если устранить кварцевую подстилку и вместо нее добавить катионита. Опыты показывают, что производительность фильтра увеличивается в 1,5 и более раз. При этом необходимо заменить колпачки дренажной системы на специальные пористые или щелевые (ВТИ-1, ВОП-5), препятствующие выносу катионита.
В последнее время качество работы Na-катионитовых водоочисток повышается за счет применения двухступенчатого катионирования.
В малых теплосиловых установках применяется также метод чистого катионирования, который весьма прост и удобен.
Для повышения эффективности работы термического деаэратора необходимо организовать постоянную продувку деаэраторной головки паром (3—5% количества греющего пара или 1— 2 кг на 1 т воды). В целях экономии тепла и конденсата необходимо устанавливать охладители выпара. Содержание в смеси большого количества воздуха (кислорода) требует, чтобы охладитель был выполнен из коррозиоустойчивого металла (латунные трубки).
В ряде случаев улучшение работы деаэратора достигается введением в аккумуляторный бак барботажного пара в количестве от 20 до 30% всего расхода греющего пара. Равномерность дождя в деаэраторной головке имеет большое значение для эффективности ее работы. Поэтому надо постоянно следить за отсутствием забивания накипью, шламом или ржавчиной отверстий в тарелках и проводить ежегодно ревизии деаэраторов. Для увеличения времени пребывания воды в зоне активного подогрева всю подачу желательно сосредоточить в верхней части головки. Деаэратор должен быть оборудован точным (ртутным) мановакуумметром и термометром; контроль содержания кислорода в воде производится кислородомерами, например, типа Рк-20 и др. [24].
Термическое деаэрирование и подача в экономайзеры высокоподогретой воды в котлах низкого давления могут привести к вскипанию воды в экономайзерах или же к недоиспользованию части тепла уходящих газов. Последнее обусловливает прямой пережог топлива.
Рис. 65. Схема включения термического деаэратора с целью использования тепла уходящих газов.
В качестве одной из возможных схем включения деаэраторов в подобных случаях может применяться схема, показанная на рис. 65. Здесь вода, выходящая из деаэратора 1, проходит через теплообменник 2, где охлаждается до 75—80°С очищенной водой 3 с невысокой температурой. Понижение температуры воды, выходящей из деаэратора в водяной экономайзер котла, позволяет глубже охладить дымовые газы котлов, повысить их к. п. д., предохранить воду после экономайзеров от вскипания и располагать деаэраторы не на высоте 7—8 м над осью питательного насоса, как это требуется при температуре воды в них 102° С, а на высоте всего 2,5—3 м при температуре воды 75—80° С.
На рис. 65 под п. 4 показан охладитель паровоздушной смеси деаэратора.
Во избежание большого гидравлического сопротивления скорость деаэрированной воды в теплообменнике должна быть выбрана не выше 0,5 м/сек. На 1 м3/час питательной воды требуется поверхность теплообменника порядка 0,8—1 м2.
Обескислороживание воды при помощи сульфита натра осуществляется при t> 80° С. Этот метод деаэрации связан с вводом в котел дополнительных реагентов. Поэтому присутствие в больших количествах реагентов может привести к ухудшению качества котловой воды. Применение сульфита натра должно быть ограничено удалением следов кислорода, оставшихся после термической деаэрации, и воды, идущей на пополнение потерь в теплофикационных сетях. Избыток сульфита в питательной воде допускается не более 2 мг/л при длительности контакта не менее двух минут.
Всесоюзный теплотехнический институт предложил новый способ обескислороживания питательной воды котлов низкого давления с помощью реактора с древесным углем или стальными стружками [25].
Этот метод требует значительно меньшего расхода металла, осуществляется, при холодной питательной воде, что позволяет его применить для котельных низкого давления с развитыми водяными экономайзерами.
Сущность метода состоит в следующем (рис. 66).
Рис. 66. Схема десорбционного метода деаэрации по предложению ВТИ.
Топочными газами или иным способом подогревается реактор 1 до температуры 500—800° С. В него загружаются стальные стружки или древесный уголь (обычно на ходу котла, без сортировки).
Подлежащая обескислороживанию вода под давлением 3—4 ати направляется в водоструйный насос 2, который создает непрерывную циркуляцию газов через десорбер 3 и реактор 1.
При этом вода интенсивнее отдает газам кислород, а сама поступаете сборник обескислороженной воды. Обогащенный кислородом газ в реакторе при высокой температуре угля отдает этот кислород в реакции образования окиси углерода или углекислоты (при температурах меньших 700°С). Циркулирующим газом в системе является в основном азот (99 %); при пуске системы находившийся в ней кислород воздуха связывается очень быстро с углем или железом. Такая установка была опробована в промышленной котельной. Производительность установки — 12 м3/час. Для данной производительности достаточно устройство двух, трех эжекторов. Сопла желательно снабдить перестановочными устройствами для регулировки положения и очистки от загрязнения шламом. Длину насадки 4 надо выбирать около 2 м. с сечением, обеспечивающим пребывание воды в насадке около 5 секунд.
Сепаратор 5 должен иметь длину 1,5 м. с сечением, обеспечивающим пребывание воды 10 сек. Внешний цилиндр десорбера 3 должен быть длиной 3 м при сечении, обеспечивающем пребывание воды в нем 60 секунд.
Газопроводы циркуляционной системы реактора рассчитываются по рекомендуемой скорости газа, равной 4—5 м/сек. Установка реактора должна быть под углом к горизонту не. менее 45°.
На 1 кг удаленного из воды кислорода требуется 0,5 кг угля, что на данной установке потребовало 0,8 г угля на 1 м3 обескислороженной воды или всего 90 кг в год. Такая установка обескислороживания питательной воды холодным методом позволяет за счет более глубокого использования в экономайзере теплоты уходящих из котлов газов сэкономить 1—2% топлива по сравнению с котельной установкой, имеющей термический деаэратор.
