Брызгальные устройства.

 

Брызгальные устройства представляют собой систему трубопроводов с установленными на них соплами(брызгалками), разбрызгивающими тёплую воду, подводимую к ним под напором из бассейна через конденсаторы. Вода выбрасывается из сопл в виде факела (фонтана), высота и диаметр которого зависят от напора воды и конструкции сопла. При разбрызгивании воды на мелкие капли создаётся большая поверхность соприкосновения охлаждаемой воды с воздухом. Охлаждение воды происходит вследствие испарения воды и отдачи тепла воздуху конвекцией. С увеличением напора перед соплами уменьшается диаметр капель и увеличивается поверхность охлаждения, однако повышение напора связано с увеличением расхода электроэнергии и уноса воды ветром. Эффект охлаждения в значительной степени зависит от скорости ветра. В брызгальных установках применяются сопла центробежного и щелевого типа. Производительность сопл разной конструкции лежит в пределах 4 - 50 м³/ч при напоре 5 – 7м.

Сопла в зависимости от их конструкции устанавливаются на распределительных трубах по одному либо пучками по 3 - 5 сопл. Расстояние между пучками вдоль трубы для разных типов сопл изменяются в пределах 3 – 5 метров, а расстояние между распределительными трубами 8 – 12 метров.

Брызгальные устройства располагаются таким образом, чтобы воздушные коридоры между распределительными трубами совпадали с направлением господствующих ветров. Для образования защитной зоны крайние распределительные трубы, а также крайние пучки сопл на, них располагают на расстоянии 7 – 8 метров от контура бассейна.

Брыгральные устройства размещают либо над искусственными (брызгальными ) бассейнами, либо над водоёмами – прудами, водохранилищами или руслом реки. Искусственные бассейны служат для сбора охлаждающей воды и создания необходимого запаса воды; глубину их обычно принимают 1,2 – 1,5 метра. Бассейна большой длины обычно делятся на секции. Дно и откосы бассейна покрывают бетонными армированными плитами, слоем асфальтобетона или применяют бетонную подготовку с нанесённым на ней слоем гидроизоляции.

 

Насосные станции технического водоснабжения.

 

Здание насосной станции служит для размещения основного гидродинамического, силового и вспомогательного оборудования, коммуникаций всасывающих и нагнетательных трубопроводов.

Насосные станции, устанавливаемые на берегу водохранилища или реки(моря), называют береговыми насосными. Тип и конструкция зданий насосной станции с водозаборным сооружением зависит от типа и конструкции циркуляционных насосов и двигателей, режима водоисточника, гидрогеологичских условий в месте расположения здания, а также от климатических условий.

Насосные (береговые) станции могут центральными, то есть обеспечивать охлаждающей водой все энергетические установки электростанции из общего водовода, а также блочными, когда каждый циркуляционный насос снабжает водой только один конденсатор паровой турбины.

Насосные станции по исполнению могут быть следующих типов: 1.-шахтно-блочные; 2.- камерные с сухой камерой; 3.-шахтно-камерные с сухой камерой; 4.-с мокрой камерой и затопленными насосами; 5.-незаглублённого типа.

На береговых насосных станциях устанавливаются, как правило, осевые насосы типа ОпВ с вертикальным валом и реже центробежные насосы серии В, причём рабочее колесо располагается ниже минимального уровня воды в подводящем канале.

Для осуществления ремонта подводной части насоса предусмотрены шандоры. На насосных станциях , кроме сороудерживающих решеток, предусматривают вращающиеся сетки, которые устанавливаются после шандор.

 

Эксплуатация систем технического водоснабжения.

Основным назначением систем циркуляционного водоснабжения является обеспечение нужд электростанции в технической воде. При эксплуатации ставятся цели не только по количественному обеспечению водой, но также и по качеству подаваемой в различное оборудование технической воды. К качественным показателям относятся температура подаваемой на охлаждение воды, а также содержание в ней механических, минеральных и биологических загрязнителей. Загрязнение водоисточников технической воды идёт как естественным путем (илом, зарастанием и т.п.), так и за счет сброса в них вод с электростанции.

Сброс сточных вод в водоёмы приводит к изменению органолептических свойств (цвета, запаха, вкуса); изменению санитарного режима ( биологическое потребление кислорода, концентрация кислорода, значение рН); а также гибели флоры и фауны из-за токсического действия сбрасываемых примесей. С охлаждающей водой в водоёмы сбрасывается огромное количество теплоты. Для нормального функционирования водоёма тепловые сбросы не должны вызывать повышение собственной температуры водоёма более чем на 5⁰С летом и 3⁰С зимой.

Ухудшение состояния водоёма вредно как для окружающей среды с точки зрения экологии, так и для работы оборудования электростанции.

Подогрев воды в прудах-охладителях часто приводит к усиленному зарастанию их водной и болотной растительностью. Зарастание прудов вызывает образование застойных зон, ухудшение охлаждающей способности и значительное увеличение потери воды от испарения. Интенсивность зарастания зависит также от глубины водоемов, грунтов ложа, степени чистоты воды и её химического состава. Борьба с растительностью ведётся механическим и химическим способами. Заиливание прудов устраняется очисткой плавучими землесосами.

Значительно снижается тепловая нагрузка на водоёмы при использовании оборотных систем охлаждения воды с использованием градирен и брызгальных устройств. Однако нормальная эксплуатация градирен во многом зависит от качества воды в оборотной системе. При высокой карбонатной жесткости воды происходит обрастание конструкции оросительных устройств выпавшими нерастворимыми солями, в результате чего в плёночных оросителях сокращается площадь для прохода воздуха и снижается охлаждающий эффект градирен. В этом случае предусматривается химическая обработка добавочной воды, поступающей в оборотную систему.

Как уже отмечалось, работа систем технического водоснабжения зависит от климатических особенностей и времени года. Так в летнее время, особенно в засушливых местностях, наблюдается интенсивное испарение воды как в прудах и водохранилищах, так и в градирнях, что приводит к снижению уровня воды, что может привести к срыву работы циркуляционных насосов. Поэтому необходимо следить за тем , чтобы не допустить оголения всасов насосов, корректируя уровень воды в приямках насосов при помощи гидротехнических сооружений.

Зимой также необходимо следить за состоянием градирен и брызгальных бассейнов и устройств. Для борьбы с обмерзанием градирен в зимнее время на входных окнах устанавливают щиты, сокращающие количество поступающего воздуха в градирню.

При работе брызгальных устройств наблюдается интенсивное туманообразование, в особенности при низкой температуре и высокой влажности воздуха. Зимой возможно обледенение близлежащих сооружений, а также поверхностное намерзание льда в глыбы, за счет чего уменьшается общий уровень бассейна и уменьшение расхода технической воды. Поэтому брызгальные сооружения должны быть расположены не ближе 120 – 150 м от открытых распределительных устройств и не ближе 80 – 120 м от других основных сооружений станции. Для уменьшения уноса брызг зимой напор на соплах снижается, а часть воды сливают в бассейн через отверстия в торцах распределительных труб.

На некоторых станциях значительные нарушения в работе циркуляционных насосов вызываются весной и особенно осенью отложениями донного льда и шуги на фильтрующих решетках водоприёмников. Для борьбы с явлениями заноса решеток должна проводиться соответствующая своевременная подготовка приспособлений для быстрой очистки и выемки решеток. Радикальным мероприятием борьбы с шугой и донным льдом является подвод к приемным решеткам теплой сливной циркуляционной воды.

Обработка технической воды.

Состояние и качество циркуляционной воды значительно влияют на работу конденсаторов турбин, а следовательно и на всю турбоустановку.

Вода , проходящая в системах оборотного водоснабжения через градирни и брызгальные бассейны, разбивается в них с целью увеличения поверхности соприкосновения с воздухом на большое количество струй и капель. Это также способствует потере содержащейся воде свободной углекислоты. В результате в оборотных системах водоснабжения соли начинают выпадать уже при сравнительно невысокой жесткости воды порядка 2 – 4,5 мг-экв/кг, причем наряду с конденсаторными трубками заносу подвергаются сопла брызгальных бассейнов, решетки и желоба градирен и т.д.

Учитывая, что накипь чрезвычайно плотно соединяется с металлом трубок и очистка занесенного накипью конденсатора весьма затруднительна, необходимо особое внимание уделять профилактике солевых загрязнений.

Одним из способов поддержания безнакипного режима работы системы оборотного

водоснабжения является понижение концентрации солей в системе путем продувки бассейна. Величина продувки зависит от величины потерь на испарение и с капельным уносом, а также от жесткости добавочной воды и предельной карбонатной жесткости при данных условиях. Однако эффективность продувки с точки зрения накипеобразования будет более полной, если в добавочной воде будет достаточное количество свободной углекислоты.

На ряде станций, имеющих оборотную систему водоснабжения, применяют рекарбонизацию циркуляционной воды – то есть обработку воды для обогащения углекислотой. Для этого делают обработку дымовыми газами.

Используется лишь небольшая часть дымовых газов. При этом необходимо обеспечить качественную очистку газов от летучей золы и хороший контакт газов с обрабатываемой водой. Что касается обработки воды дымовыми газами, то для этой цели разработан ряд схем, использующих различные способы введения газов в охлаждающую воду.

Наиболее рациональной считается схема с последовательным соединением вентилятора и водяного эжектора. В этой схеме преодоление всех сопротивлений газопроводов от дымососа до эжектора осуществляется вентилятором, у которого КПД значительно выше, чем у водоструйного аппарата.

Появление в циркуляционной воде золы может привести к загрязнению циркуляционной системы. Поэтому производится очистка дымовых газов сухим или мокрым способом в центробежных циклонах и скруберах.

Другим способом борьбы с отложениями в конденсаторе солей является обработка охлаждающей воды фосфатами. Этот метод основан на способности этих соединений при очень малых их концентрациях в воде удерживать от распада бикарбонаты даже при величине карбонатной жесткости воды выше предельной. Он может быть применён в системах с градирнями и брызгальными бассейнами. В качестве реагентов для фосфатной обработки применяют гексаметафосфат, натрия, суперфосфат кальция и тринатрийфосфат.

Необходимо отметить, что фосфатирование циркуляционной воды в соответствующих условиях не только предотвращает выпадение новой накипи, но и способствует постепенному размягчению и удалению старой накипи.

Одним из способов борьбы с накипью в системах оборотного водоснабжения является обработка воды кислотой. Для этой цели используется серная кислота, как более дешевая и доступная. Также можно использовать и соляную кислоту.

При обработке воды кислотой бикарбонаты ( кальция или магния) превращаются в хорошо растворимые в воде сульфаты или хлориды.

Для предохранения систем водоснабжения от заиливания и зарастания водной растительностью производится обработка циркуляционной тем или иным способом, выбор которого зависит от местных условий.

От органических отложений системы водоснабжения предохраняются правильно организованным хлорированием циркуляционной воды с периодичностью и дозировкой, зависящей от хлоропоглощаемости воды.

Борьба с «цветением» воды, вызываемым в летний период интенсивным развитием водной растительности, ведется путем присадки химических реагентов ( например, присадка медного купороса 1-2 раза в летний период с дозировкой не выше 0,3 мг/л) или каким-либо другим способом.

Водоёмы технической воды также подвержены загрязнениям нефтепродуктами( маслами, мазутами и др.). Эти загрязнения опасны тем, что распространяясь пленкой на поверхности водоёма, перекрывают поступление кислорода из воздуха и приводят к гибели полезных микроорганизмов, очищающих водоём естественным способом . С такими загрязнениями борются различными способами. Широкое распространение получил способ очистки воды с помощью напорной флотации.

Схема напорной флотационной установки.

Ввод воздуха в количестве 3-5 % расхода очищаемой воды осуществляется водоструйным эжектором. Для обеспечения надлежащего растворения воздуха в воде смесь под давлением выдерживается примерно 5 минут в напорном контактном резервуаре, а затем поступает через дроссель во вращающийся водораспределитель флотатора, после которого пузырьки воздуха проходят через слой воды и флотируют частицы мазута. На ТЭС применяются круглые железобетонные или прямоугольные металлические флотаторы. Вьделившийся с пузырьками мазут удаляется с поверхности вращающимся скребком. При правильно налаженной работе флотатора содержание нефтепродуктов после него снижается до 6-8 мг/л при исходной концентрации 50-60 мг/л.

 

 

. Схема флотационной установки (а) и круглого зкелезо-
бетонного флотатора (б):

1— накопительный резервуар очищаемой воды; 2 — эжектор; 3 — перекачи- вающий насос; 4 — напорный контактный резервуар; 5 — флотатор; 6-резер-вуар очищенной воды; I- подвод очищаемой воды; II -.отвод* очищенной во, ды; III — удаление осадка и опорожнение флотатора; IV— отвод нефтепродуктов

 

.3.ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Питательные насосы в теплоси­ловых установках — весьма ответ­ственные элементы схемы. Особен­но это касается крупных блочных агрегатов на сверхкритические па­раметры пара, где по питательным средствам стопроцентного резерва не устанавливается и выход из строя любого из рабочих насосов приводит к значительному сниже­нию мощности блока.

Современные питательные насо­сы выполняются многоступенчаты­ми с числом ступеней, зависящим от частоты вращения, диаметра сту­пеней и напора, создаваемого насо­сом. Осевое усилие ротора воспри­нимается упорным подшипником или гидропятой, установленной на валу насоса со стороны нагнетания. Схема гидропяты представлена на 62 рис. 6.1. Как видно

из схемы, про­течки воды из нагнетательного пат­рубка в камеру перед разгрузоч­ным диском создают уравновеши вающую силу, направленную в сто­рону, обратную действию осевой си­лы ротора насоса.

Все питательные насосы должны иметь на напорной линии обратный клапан и устройство для рецирку­ляции воды при малых подачах на­соса.

Обратный клапан предохраняет насос от появления обратного тока воды при его аварийном останове, а также при нахождении насоса в резерве с открытой задвижкой на напорной линии.

 

1. Капелович Б.Э., Логинов И.Г. Эксплуатация и ремонт паротурбинных уста­новок.

Энергоатомиздат, 2008

2. Доброхотов В.И., Жгулев Г.В. Эксплуатация энергетических блоков.

: Энергоатомиздат, 2007.

3. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Россий­ской Федерации. СПО ОРГРЭС 2009.

4. Капелевич Б.Е. Эксплуатация паротурбинных установок. - М: Энерго­атомиздат, 2010..

5.. Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины. М.: Энергоатомиздат, 1990.

6. .Методические указания по проверке и испытаниям автоматических систем регулирования и защит паровых турбин: МУ 34-70-062-83. 2005.