ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛИ

Полезная модель относится к области тепловой и промышленной энергетики и может быть использована для обеспечения потребителей химически очищенной и химически обессоленной водой.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является система ионообменной химической очистки и обратноосмотического обессоливания воды для котлов тепловых электростанций по патенту RU №2322402, C02F 89/08, 20.04.2008, которая содержит последовательно включенные блок предварительной очистки воды, блок умягчения воды с линией отвода излишка регенерационного раствора фильтра Na-катионирования на сброс, установку обратного осмоса с линиями отвода концентрата и пермеата, установку подготовки химически очищенной воды для котла среднего давления, соединенную с баком умягченной воды.
Кроме того, система содержит дополнительную установку для концентрирования растворов и получения обессоленной воды методом термического обессоливания на испарительной установке с линиями концентрата и обессоленной воды.
Основным недостатком данной системы является низкое качество обрабатываемой воды для подпитки котлов высокого давления, обусловленное отсутствием глубокого обессоливания воды.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является повышение качества обрабатываемой воды за счет глубокого обессоливания воды.
Технический результат достигается тем, что в водоподготовительную установку тепловой электроцентрали, содержащую последовательно включенные блок предварительной очистки воды, блок умягчения воды, блок обратного осмоса, а также деаэратор, соединенный с паровым котлом высокого давления, и установку подготовки химически очищенной воды, при этом блок предварительной очистки воды содержит последовательно соединенные осветлитель с линиями подачи исходной воды и сброса шлама, бак коагулированной воды, механический фильтр с линией отвода промывочной воды и бак промывочных растворов с линией подачи промывочных растворов в осветлитель, линия отвода промывочной воды механического фильтра соединена с баком промывочных растворов, блок умягчения воды содержит последовательно соединенные фильтр Na-катионирования, соединенный с баком промывочных растворов посредством линии отвода регенерационного раствора, и бак умягченной воды с линией отвода умягченной воды, блок обратного осмоса содержит установку обратного осмоса с линиями отвода концентрата и пермеата, причем линия отвода умягченной воды соединена с установкой подготовки химически очищенной воды, согласно предлагаемой полезной модели, дополнительно введен блок ионного обмена для глубокого обессоливания воды, содержащий последовательно соединенные фильтр H-ионирования и фильтр OH-ионирования с линиями отвода регенерационных вод в бак нейтрализатор, причем линия отвода пермеата установки обратного осмоса соединена с фильтром H-ионирования, при этом бак нейтрализатор и линия отвода концентрата установки обратного осмоса соединены с установкой подготовки химически очищенной воды.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена предлагаемая водоподготовительная установка тепловой электроцентрали.
На чертеже имеются следующие обозначения:
I - блок предварительной очистки (БПО),
II - блок умягченной воды (БУВ),
III - блок обратного осмоса (БОО),
IV - блок ионного обмена (БИО),
1 - линия подачи исходной воды (ИВ),
2 - осветлитель (Осв),
3 - бак коагулированной воды (Бак КВ),
4 - механический фильтр (M-ф),
5 - фильтр Na-катионирования (Na-ф),
6 - бак умягченной воды (Бак УВ),
7 - установка обратного осмоса (УОО),
8 - фильтр H-ионирования (Н-фильтр),
9 - фильтр OH-ионирования (OH-фильтр),
10 - деаэратор (ДА),
11 - паровой котел высокого давления (КВД),
12 - линия отвода умягченной воды с бака умягченной воды,
13 - линия отвода концентрата с установки обратного осмоса,
14 - линия отвода пермеата с установки обратного осмоса,
15 - линия подачи глубоко обессоленной воды с OH-фильтра,
16 - линия подачи деаэрируемой воды,
17 - линия отвода регенерационной воды с Н-фильтра,
18. - линия отвода регенерационной воды с OH-фильтра,
19 - бак нейтрализатор (Бак Н),
20 - установка подготовки химически очищенной воды,
21 - линия отвода промывочной воды с механического фильтра,
21 - линия отвода регенерационного раствора с фильтра Na-катионирования,
23 - бак промывочных растворов (Бак ПР),
24 - линия подачи промывочных растворов в осветлитель,
25 - линия сброса шлама с осветлителя,
26 - линия подачи реагентов для коррекции pH умягченной воды.
Водоподготовительная установка тепловой электроцентрали содержит последовательно включенные блок I предварительной очистки воды, блок II умягчения воды, блок III обратного осмоса, а также деаэратор 10, соединенный, линией 16 подачи деаэрируемой воды, с паровым котлом 11 высокого давления, и установка 20 подготовки химически очищенной воды.
Блок I предварительной очистки воды содержит последовательно соединенные осветлитель 2 с линиями 1 и 25, соответственно подачи исходной воды и сброса шлама, бак 3 коагулированной воды, механический фильтр 4 с линией 21 отвода промывочной воды в бак 23 промывочных растворов, имеющий линию 24 подачи промывочных растворов в осветлитель 2.
Блок II умягчения воды содержит последовательно соединенные фильтр 5 Na-катионирования с линией 22 отвода регенерационного раствора и бак 6 умягченной воды с линией 12 отвода умягченной воды. Фильтр 5 Na-катионирования, соединен с баком 23 промывочных растворов посредством линии 22 отвода регенерационного раствора. Линия 12 отвода умягченной воды соединена с установкой 20 подготовки химически очищенной воды
Блок III обратного осмоса содержит установку 7 обратного осмоса с линиями 13 и 14, соответственно отвода концентрата и пермеата.
Предлагаемая водоподготовительная установка тепловой электроцентрали отличается тем, что в нее дополнительно введен блок IV ионного обмена для глубокого обессоливания воды, который содержит последовательно соединенные фильтр 8 H-ионирования и фильтр 9 OH-ионирования с линиями отвода регенерационных вод, соответственно 17 и 18, в бак нейтрализатор 19. Линия 14 отвода пермеата установки 7 обратного осмоса соединена с фильтром 8 H-ионирования. Бак нейтрализатор 19 и линия 13 отвода концентрата установки обратного осмоса соединены с установкой 20 подготовки химически очищенной воды.
Таким образом, водоподготовительная установка тепловой электроцентрали включает в себя четыре последовательно включенных блоков:
1) Блок I предварительной очистки (БПО), состоящий из осветлителя 2 (ОС), к которому подключен механический фильтр 4 (M-ф) через бак 3 коагулированной воды (Бак КВ).
2) Блок II умягченной воды (БУВ), состоящий из фильтра 5 Na-катионирования, к которому подключен бак 6 умягченной воды (Бак УВ).
3) Блок III обратного осмоса (БОО), состоящий из установки 7 обратного осмоса (УОО) с линиями 13 и 14, соответственно отвода концентрата и пермеата.
4) Блок IV ионного обмена для глубокого обессоливания воды, содержащий последовательно соединенные фильтр 8 H-ионирования и фильтр 9 OH-ионирования с линиями отвода регенерационных вод, соответственно 17 и 18, в бак нейтрализатор 19.
5) Водоподготовительная установка тепловой электроцентрали работает следующим образом.
Исходная вода по линии 1 подается в блок I предварительной очистки (БПО), в осветлителе 2 (Осв) которого осуществляют процесс коагуляции и последующее осветление в насыпном механическом фильтре 4 (M-ф), который установлен после бака 3 коагулированной воды (Бак КВ). Осветленная вода после механического фильтра 4 подается в блок II умягчения воды (БУВ), в котором вода проходит фильтр 5 Na-катионирования (Na-ф). Умягченная вода с бака 6 умягченной воды (Бак УВ), после корректировки pH по линии 26, подается в блок III обратного осмоса (БОО). Далее пермеат с установки 7 обратного осмоса (УОО) по линии 14 поступает в блок IV ионного обмена для глубокого обессоливания воды в фильтре 8 H-ионирования и фильтре 9 OH-ионирования.
Затем по линии 15 глубоко обессоленная вода с фильтра 9 OH-ионирования поступает в деаэратор 10 с дальнейшей подачей по линии 16 в котел 11 высокого давления 11. Регенерационные воды с фильтра 8 H-ионирования и фильтра 9 OH-ионирования, по линиям, соответственно 17 и 18, поступают в бак нейтрализатор 19.
Часть умягченной воды с бака 6 умягченной воды (Бак УВ) по линии 12, концентрат с установки 7 обратного осмоса (УОО) по линии 13, а также регенерационные воды с бака нейтрализатора 19, подаются на установку 20 для подготовки химически очищенной воды, например на подпитку теплосети.
Промывочная вода по линии 21 и регенерационный раствор по линии 22, соответственно с механического фильтра 4 (M-ф), установленного в блоке I предварительной очистки (БПО), и с фильтра 5 №-катионирования (Na-ф), установленного в блоке II умягчения воды (БУВ), направляются в бак 23 промывочных растворов (Бак ПР) с дальнейшей подачей их в осветлитель 2 (Осв) по линии 24. В процессе работы осветлителя 2 (ОС) удаляется шлам по линии 25.
Материальный баланс по ступеням обработки предлагаемой полезной модели водоподготовительной установки тепловой электроцентрали на Казанской ТЭЦ-2 в январе 2012 г. приведен в таблице 1.
№
Q, т/ч
Ж<sub>0</sub>
Na
Щм
HCO<sub>3</sub>
SO<sub>4</sub>
Cl
Щ<sub>гOH</sub>
SO<sub>2</sub>
Ок
BB
CC
pH
г - экв/т=мг - экв/т
Исходная вода в Осв
225
4,43
0,35
2,53
2,53
1,77
0,34
0,002
9,79
8,83
1,82
336,4
8,16
Осветленная вода после M-ф
235,1
0,4
4,15
2,13
1,96
2,07
0,34
0,273
5,4
4
1
289,7
10,4
Na катионированная вода
223,9
0,1
4,45
2,13
1,96
2,07
0,34
0.273
5,4
4
0
289,7
10,4
Пермеат
124,2
0,001
0,26
0,124
0,2
0,03
0,1
0.01
0,1
0,4
0
6
8,98
Концентрат
41,1
0,4
17,3
4,74
7,65
11,8
1,08
0,01
22
16,0
-
1240
9,1
ХОВ
122,4
-
0,00025
0,0001
-
0
0,0001
0
0,0001
0,0001
-
0,001
7
ХОчВ
96,6
0,23
10,4
-
0,115
9,4
0,77
-
12,2
8,9
-
740
9,2
Примечание: Потери исходной воды составляют 1,5%.
Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволит повысить качество обрабатываемой воды за счет глубокого обессоливания воды для паровых котлов тепловых электроцентралей.