Совершенствование систем водопользования ТЭЦ на основе комплексных методов очистки воды

• Автор: Петин, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Чита
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

1.1 Проблемы систем водопользования на ТЭЦ

1.1.1 Классификация, особенности и причины образования

отложений в системах ГЗУ

1.1.2 Причины и особенности образования химического и

микробиологического загрязнения

1.1.3 Мероприятия по предотвращению образования

отложений в системах ГЗУ

1.1.4 Методы и способы обеззараживания
1.2 Электрический разряд в воде как способ совершенствования
систем водопользования
1.2.1 Воздействие электрического разряда на клетки
микроорганизмов
1.2.2 Процессы взаимодействия электрического разряда с
ионами меди
1.3 Описание запатентованных способов и устройств очистки и
обеззараживания
1.4 Применение цеолитсодержащих пород
1.5 Выводы по главе
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ
УСТАНОВОК В СИСТЕМАХ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ ТЭЦ
2.1 Программа исследований
2.2 Технологическая схема использования ДЭР и
цеолитсодержащих пород в системах ГЗУ ТЭЦ
2.3 Технологическая схема использования ДЭР и
цеолитсодержащих пород в системах централизованного теплоснабжения
2.4 Электрическая часть установок ДЭР
2.5 Выводы по главе
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМНЫХ
ФАКТОРОВ И КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ УСТАНОВОК
3.1 Экспериментальные исследования действия ДЭР на пульпу и
осветленную воду в системах гидрозолоудаления ТЭЦ
3.2 Экспериментальные исследования обеззараживания в
системах централизованного теплоснабжения и ГЗУ
3.2.1 Влияние диаметра отверстий в диафрагме на эффект
обеззараживания
3.2.2 Влияние начальной температуры, расхода через
установку на мощность разряда и энергоемкость
3.2.3 Влияние начальной температуры, скорости движения
на эффективность обеззараживания и эффект

последействия
3.2.4 Влияние сорбционных характеристик цеолита на
обрабатываемую воду
3.2.5 Методика микробиологических исследований воды
3.2.6 Определение экономически обоснованного сброса
осветленной воды в природный водоем
3.3 Выводы по главе
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРИМЕНЯЕМЫХ УСТАНОВОК В СИСТЕМАХ
ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
4.1 Расчет экономической целесообразности очистки и
обеззараживания в осветленной воде системы ГЗУ на примере
Читинской ТЭЦ
4.1.1 Методика по снижению техногенного воздействия вод
систем ГЗУ с применением цеолитсодержащих пород и расчет эксплуатационных затрат на фильтрующий материал
4.1.2 Расчет капитальных затрат в фильтрационную цеолитсодержащую установку для Читинской ТЭЦ
4.1.3 Расчет издержек на транспортировку пульпы
4.1.4 Расчет издержек, связанных с ремонтными работами
4.1.5 Расчет капитальных затрат в установку ДЭР и издержек при ее эксплуатации
4.1.6 Затраты на подъем воды из природного водоема
4.2 Технико-экономический расчет в системах теплоснабжения
4.2.1 Математическая модель тепловой сети централизованного теплоснабжения, учитывающая функционирование потребителей тепловой энергии, оборудованных установками ДЭР
4.2.2 Технико-экономическое обоснование технологии и сравнение вариантов в системе централизованного теплоснабжения
4.2.3 Расчет капитальных затрат и издержек на установку
хлорирования жидким хлором
4.2.4 Расчет капитальных затрат и издержек на установку

4.2.5 Расчет капитальных затрат и издержек на установку
цеолитсодержащего фильтра
4.3 Выводы по главе
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Энергетика является огромным потребителем воды. В Забайкальском крае доля забранной предприятиями энергетики воды из естественных водоемов составляет 49,9 % от общего объема, используемого человеком. Данный факт свидетельствует о расточительном отношении к водным ресурсам, что является одной из экологических проблем в мире.
Вредное воздействие на окружающую среду теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), работающих на твердом топливе, в значительной мере определяется работой системы гидрозолоудаления (ГЗУ), которая является вторым потребителем по объему воды на станции. Поэтому основным направлением сокращения водопотребления и защиты от загрязнения природных водоемов является стремление создать оборотные системы ГЗУ. При эксплуатации таких систем и сжигании углей с высоким содержанием кальция возникает проблема образования минеральных отложений на внутренних поверхностях мокрых золоуловителей (МЗУ), в трубопроводах ГЗУ при их орошении осветленной водой и гидротранспорте [1,2].
При многократном использовании осветленной воды для мокрой очистки дымовых газов и гидротранспорта, вследствие контакта воды с золой и дымовыми газами происходит значительная ее минерализация. При этом содержание солей, в основном карбоната и полугидрата сульфата кальция, может превышать предел их растворимости [2].
Отложения в трубопроводах сужают проходное сечение, что вызывает увеличение скоростей и гидравлических сопротивлений, увеличиваются затраты на транспортировку и в итоге снижается надежность котлов и ТЭЦ в целом, что приводит к аварийным ситуациям [3]. Вследствие чего в цикл приходится, как добавлять воду из природных водоемов, так и сбрасывать ее туда же, тем самым повышая водопотребление и причиняя вред окружающей среде отходами производства. Расход воды в системах ГЗУ составляет 15-40 м3/т золошлаковых отходов [4].
Другой не менее важной проблемой водопользования при функционировании системы отпуска тепловой энергии от ТЭЦ потребителю является катастрофическое состояние систем водо- и теплоснабжения, в том

Причем из всех металлов медь с перекисью водорода больше и быстрее, что немаловажно для обеззараживания. Данная химическая реакция выглядит так:
Cu2+ + Н202 = Си2+ + ОН+ +ОН' (1.7)
В результате реакции ионов меди и перекиси водорода образуются радикалы окислители ОН+.
В работах М. Sato и его коллег [106.107] исследовался высоковольтный разряд с импульсным напряжением 19 кВ и частотой 50Гц по образованию активных частиц и последующим воздействием на пивные дрожжи. Таким образом, установлено что: основным активным обеззараживающим
компонентом, образующимся в результате электрического разряда, является перекись водорода, которая в определенной концентрации снижала выживаемость пивных дрожжей на 30%. Также установлено способность воды выступать дезинфицирующем агентом.
Грановский М.Г., рассматривая электрический разряд как обеззараживающий агент, выделил следующие факторы, вызывающие уничтожение бактериальных тел: радиационное и тепловое излучения; радикальные продукты; сильные электрические поля, вызывающие нарушение ионного транспорта через оболочку микробного тела; ударные волны [108,109].
Отличительной особенностью действия электрического разряда в воде от других способов обеззараживания, кроме хлорирования является наличие эффекта последействия - способности воды в течение определенного времени после обработки сохранять поражающую способность в отношении практически всех известных патогенных микроорганизмов [88].
Исследованием эффекта последействия занимались ученые Жук Е.Г., Черкинский С.Н., Яковлева Т.П. и Меньшикова А.Н. Эксперименты проводились на разных видах природных вод с различными материалами электродов, разной мощностью и другими факторами. Время экспозиции менялось от нескольких часов до нескольких дней. Положительные результаты свидетельствуют о присутствие эффекта.
По мнению сотрудников института электрофизики и электроэнергетики РАИ (г.Санкт-Петербург) предполагается, что причиной возникновения эффекта последействия являются продукты эрозии материала электрода [110].
Изучение образования перекиси водорода в тлеющем разряде рассмотрено М. Sato в [107], тогда как относительно разрядов в объеме жидкости исследования проводились в работах [87.88]. Так, например, в