РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
Водно-химический режим энергоблоков мощностью 500 и 800 МВт
ГЛАВА ПЕРВАЯ
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ВОДЫ
НА БЛОЧНЫХ ТЭС
1. ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО БЛОЧНЫХ ТЭС
Безаварийная эксплуатация теплоэнергетических установок в значительной степени обусловливается комплексом технологических операций, обычно определяемых термином «водно-химический режим». В это понятие входят подготовка добавочной воды, восполняющей потерн воды и пара в основном паросиловом цикле, обработка питательной воды и ее составляющих—различных конденсатов, а также мероприятия по консервации и очистке оборудования. Современная технология водообработки позволяет доводить чистоту воды до степени, практически отвечающей веществу Н2О, с электропроводимостью, почти не отличающейся от теоретического предела, т. е. от 0,02 мкСм/см. Общее содержание посторонних веществ в такой воде не превышает 20—30 мкг/л. Тем не менее и при этих условиях не удается полностью избежать отложения различных / соединений в ответственных местах оборудования, т. е. на наиболее теплонапряженных участках поверхностей нагрева, на лопаточном аппарате турбин и т. д. Образование этих отложений обусловлено, однако, не веществами, растворенными в питательной воде, а продуктами коррозионных процессов. Система сталь — вода термодинамически неустойчива. Следовательно, материалы котлотурбостроения при соприкосновении с водой или паром переходят в более устойчивое состояние различных окислов. При непрочной связи этих окислов с металлом они частично переходят в водную или паровую среду, затем переносятся к участкам оборудования, находящимся в условиях, благоприятствующих осаждению этих окислов.
В задачу обработки питательной воды и входит создание условий, ослабляющих коррозионные процессы или препятствующих переходу продуктов коррозии в водно-паровую среду. Эта задача сильно осложнена тем, что обычно оборудование питательного тракта изготовляется из различных материалов, требующих часто разных условий для их .защиты от коррозии. Так, сталь более устойчива в щелочной аммиачной среде, тогда как медные сплавы в этих условиях корродируют более интенсивно, особенно в присутствии растворенного кислорода. Неустойчивы в щелочной среде и сплавы на основе алюминия.
Весьма различно отношение конструкционных материалов к окислителям, в частности к растворенному кислороду. Сталь интенсивно корродирует при наличии кислорода, если среда имеет также и повышенную концентрацию электролитов, и, напротив, устойчива в воде, не содержащей электролиты. В этих условиях на поверхности стальных деталей под действием окислителей возникает плотная оксидная пленка, защищающая металл от дальнейшего разрушения. Медные же сплавы быстро корродируют в присутствии растворенного кислорода, сильнее в солевой и особенно в аммиачной среде. Таким образом, создание режима питательной воды, одинаково благоприятного для всех конструкционных материалов питательного тракта,— задача достаточно сложная.
Приготовление и обработка воды на блочных ТЭС в основных чертах одинаковы для установок различной мощности. Как на блоках 300 МВт, так и на более мощных добавочная вода, количество которой не превышает обычно 2% паропроизводительности котлов, готовится термическим способом или по схеме глубокого химического обессоливания (см. § 3-4). Во всех случаях, кроме тех, когда используется водопроводная вода, применяется предварительная обработка исходной воды для освобождения ее от взвешенных веществ, некоторой части органических загрязнений и так называемой «нереакционной» кремнекислоты. Различия между энергоблоками разной мощности здесь только количественные: если для ТЭС, оборудованной восемью энергоблоками 300 МВт, водоочистка должна иметь производительность 200—250 т/ ч, то для ТЭС с таким же количеством энергоблоков по 800 МВт необходимо уже 550— 650 т/ч подготовленной воды. На многих ТЭЦ с производственным отбором пара давно эксплуатируются обессоливающие комплексы производительностью 2—3 тыс. м3/ч и более. Следовательно, никакой специфики в этом отношении мощные энергоблоки не имеют. Но сама предварительная подготовка воды, осуществляемая коагулированием или совместной обработкой известью и коагулянтом, ставит перед научными работниками, проектантами и эксплуатационниками ряд важных, еще не решенных задач. Состояние технологии предварительной обработки воды рассмотрено в гл. 2.
На блочных ТЭС вся питательная вода, т. е. конденсат турбин, добавочная вода, конденсаты подогревателей и дренажные воды, подвергается дополнительной обработке на блочных обессоливающих установках (БОУ).
Схемы технологических решений для этих БОУ показаны в гл. 3; их элементами являются обезжелезивающие фильтры и ионитные фильтры смешанного действия (ФСД). И здесь различия состоят только в производительности блочных обессоливающих установок: если для энергоблока 300 МВт на БОУ приходится обрабатывать 700—800 т/ч воды, то для энергоблока 800 МВт это количество составляет 1800—2000. Здесь только острее встает задача применения ионитных и обезжелезивающих фильтров большей единичной производительности или эксплуатируемых с большими скоростями.
Обработка питательной воды и Есе связанные с этой обработкой вопросы совершенно одинаковы для энергоблоков разной мощности, поскольку на них применяются в основном идентичные конструкционные материалы. Здесь конкурируют между собой следующие водно-химические режимы: гидразинно-аммиачный, окислительный, комбинированный и комплексонный. Каждый из этих режимов имеет несколько вариантов, которые рассматриваются ниже.
Практическая однотипность решений водоприготовления и водообработки на энергоблоках различной мощности не означает, конечно, что все решения представляются нам оптимальными. Напротив, перед специалистами возникло много задач, которые должны получить свое разрешение в самом ближайшем будущем. Эти основные задачи изложены в данной главе.
