Портал по тригенерации, когенерации и мини-ТЭЦ

Реконструкция водоподготовительных установок-350 м3/ч

В настоящее время в химическом цехе находится в эксплуатации обессоливающая установка (ВПУ) для подпитки котлов высокого давления проектной производительностью 350 м3/ч. Фактическая выработка обессоленной воды 120-200 м3/ч.

Схема работы существующей обессоливающей установки:

«Две ступени водород-катионирования, декарбонизация, анионирование».

Исходная вода – водопроводная (после очистных сооружений).

Качество исходной воды:

−        температура, 0С

−        0-25;

−        водородный показатель, рН

−        5,9-7,0;

−         содержание взвешенных веществ, мг/дм3

−        0-5,0;

−         перманганатная окисляемость КМnО4, мг/дм3

−        4,5-22,95;

−         жесткость общая, ммоль/дм3

−                0,3-1,16;

−         щелочность общая, ммоль/дм3

−        0,18-0,83.

Содержание, мг/дм3:

кальция Ca2+

−        3,41-16,8;

магния Mg2+

−        2,37-15,0;

натрия Na+

−        4,4-54,7;

железа Fe2+

−        0,05-0,86;

хлоридов Cl-

−        6,7-14,9;

сульфатов SO42-

−        6,8-69,6;

кремнекислоты SiO2

−        2,0-6,97;

солесодержание

−        41-179.

При этом в эксплуатации: десять ионитных фильтров I ступени диаметром 3000 мм, три фильтра II ступени диаметром 3000 мм.

Сброс сточных вод водоподготовительной установки осуществляется в бак-нейтрализатор и затем в систему ГЗУ.

В соответствии с РД  «Правила технической эксплуатации электростанций и сетей РФ» качество добавочной воды для подпитки котлов должно быть таким, чтобы обеспечить соблюдение норм качества питательной воды. Качество питательной воды для подпитки котлов давлением 100 кгс/см2 (9,8МПа) должно удовлетворять следующим нормам:

−        общая жесткость, ммоль/дм3, не более

−        3;

−        содержание соединений железа, мкг/дм3, не более

−        30;

−                содержание соединений меди перед деаэратором, мкг/дм3, не более

−        5;

−        содержание соединений натрия, мкг/дм3, не более

−        50;

−        содержание кремниевой кислоты, мкг/дм3 , не более

−        80;

−        содержание растворенного кислорода в воде после деаэратора, мкг/дм3, не более

−        10;

−        содержание нефтепродуктов, мкг/дм3, не более

−        0,3;

−        рН

−        9,1*+0,1.

*При восполнении потерь пара и конденсата химически очищенной водой допускается повышение значения рН до 10,5

Реконструкцию водоподготовительных установок предлагается выполнить в три этапа:

I этап – реконструкция обессоливающей установки подпитки котлов по технологии АПКОРЕ;

II этап – реконструкция существующих Н-катионитных фильтров с целью использования из в качестве фильтров – органопоглотителей;

III этап – реконструкция складов серной кислоты и едкого натра на освобождающих площадях.

Первый этап реконструкции предполагает большой экономический эффект, поэтому второй и третий этапы предлагается осуществить за счет средств, полученных от снижения себестоимости обессоленной воды после реконструкции обессоливающей установки.

Для  получения питательной воды вышеуказанного качества предлагается выполнить на I этапе реконструкцию установки по обессоливанию с использованием передовой противоточной технологии АПКОРЕ.

В качестве противоточных водород-катионитных фильтров используются три существующих параллельно-точных фильтра диаметром 3400 мм, а противоточных анионитных фильтров – три существующих фильтра диаметром 3400 мм, с незначительной их реконструкцией (замена верхних и нижних распредустройств, установка смотровых окон для контроля границы слоя ионита), исходя из следующих режимов работы:

−        один водород-катионитный фильтр (Нпрот.) находится в работе;

−        один анионитный фильтр (Апрот.) находится в работе;

−        по одному Нпрот. и Апрот. фильтру – на регенерации;

−        по одному Нпрот. и Апрот. фильтру в резерве.

В два противоточных водород-катионитных фильтра загружается сильнокислотный катионит монодисперсного типа Дауэкс Моно С-600.

В два противоточных анионитных фильтра загружаются слабоосновный анионит Дауэкс Моно WB-500 (верхний слой) и сильноосновный анионит Дауэкс Моно А-625 (нижний слой).

Необходимо отметить, что монодисперсные иониты обладают лучшими техническими характеристиками по сравнению с ионитами полидисперсного типа (однородный гранулометрический состав, хорошая осмотическая и механическая прочность, лучшие гидравлические характеристики, высокая обменная емкость).

Регенерация фильтров Нпрот. производится 1,5-3 %-ным раствором серной кислоты с удельным расходом 55-60 г/моль, а регенерация Апрот. – 4%-ным раствором едкого натра с удельным расходом 50-70 г/моль.

Указанные расходы реагентов значительно меньше, чем при существующей схеме двухступенчатого обессоливания.

Расход воды на собственные  нужды ВПУ составит не более 2%     (4 м3/ч) проектной производительности установки.

Необходимые объемы загрузочных материалов, м3:

катионит Моно С-600

−        44 м3,

анионит Моно WB-500

−        15 м3,

анионит Моно A-625

−        28 м3.

Норма на ежегодную досыпку ионитов монодисперсного типа составляет не более 2%. Для предотвращения выноса ионитов из фильтров во время регенерации, а также для защиты колпачков верхнего распределительного устройства от забивания ионитами применяется инертный материал IF-62 в количестве 24 м3 на четыре фильтра (Нпрот. и Апрот.).

Расчетные данные по работе фильтров обессоливающей установки подпитки котлов Q=200 м3/ч представлены в таблице 1.

Таблица 1

Расчетные данные по работе фильтров реконструируемой ВПУ

Наименование

показателя

Фильтр водород-катионитный

противоточный

Фильтр

анионитный

противоточный

Диаметр фильтра, мм

3400

3400

Количество, шт.

1раб.+1рег.+1рез.

1раб.+1рег.+1рез.

Материал загрузки

Дауэкс Моно С-600

Дауэкс Моно

WB-500+А-625

Объем загрузки, м3

44

15+28

Скорость фильтрования одного фильтра, м/ч

28,1

28,1

Общее количество регенераций в сутки, рег/сут

0,4

0,3

Реагент для регенерации

H2SO4

(1,5%+3%)

NaOH

(4%)

Расход 100% реагента  для регенерации, кг/сут

450

240

Расход воды на собственные нужды (сбросные воды), м3

            %

2,2

1,1

1,4

0,7

В связи с нестабильной работой цеха водоочистные сооружения – 187 дней в 2001 году качество воды не соответствовало «Санитарным правилам и нормам СанПин 2.1.4.559-96» и с целью защиты фильтрующего материала обессоливающей установки от отправления на II-ом этапе реконструкции предлагается установить фильтры-ловушки органики (скванжеры). Установка этих фильтров обеспечит качественную, стабильную и продолжительную работу анаионитных фильтров и значительно улучшит качество подпиточной воды для котлов.

В качестве фильтров – органопоглотителей предлагается использовать существующие фильтры (водород – катионитные фильтры I ступени) типа ФИПа I-3,0-0,6, исходя из следующих режимов работы:

-         два фильтра находятся в работе;

-         один фильтр – на регенерации;

-         один фильтр – в резерве.

Загрузку фильтров осуществить анионитом-органопоглотителем Дауэкс Маратон-11 в количестве 34 м3 (на три фильтра).

Регенерацию фильтров производить 10%-ным раствором поваренной соли с 2,5%-ным раствором едкого натра.

Капитальные затраты на IIой реконструкция указаны в таблице 2.

Таблица 2

Расчетные данные по работе фильтров реконструируемой ВПУ

Наименование показателя

Фильтр – органопоглотитель

Примечание

1

2

3

Диаметр фильтра, мм

3000

Количество, шт.

2раб.+1 рег.+1 рез.

Материал загрузки

Дауэкс Маратон-11

Объем загрузки, м3

34

Скорость фильтрования на двух фильтрах, м/ч

14,4

Общее количество регенераций в сутки, рег/сут

0,35

Реагент для регенерации

NaCl+NаOH

(10%+2,5%)

Расход 100% реагента для регенерации, кг/сут

622+75

Расход воды собственные нужды (сбросные воды), м3/ч %

3,2

1,6

На III этапе предлагается выполнить реконструкцию склада серной кислоты и едкого натра.

В настоящее время здание склада реагентов с баками хранения серной кислоты и едкого натра находится в аварийном состоянии.

Предлагается перемонтировать существующие баки хранения в отремонтированное здание старой ВПУ и поставить дополнительно два напорных бака реагентов.