Эффективность применения вакуумного деаэратора подпитки теплосети Нижнекамской ТЭЦ

На экономичность работы систем теплоснабжения и теплоисточников существенно влияют технологии деаэрации воды [1]. Повышение экономичности установок с вакуумной деаэрацией подпиточной воды достигается использованием источников низкопотенциального тепла для подогрева теплоносителей до и после вакуумных деаэраторов, а также исключением потерь конденсата греющего пара в деаэраторах благодаря применению в качестве греющего агента перегретой сетевой или подпиточной воды. Естественно, при этом должен соблюдаться технологически необходимый температурный режим деаэрации, обеспечивающий соблюдение требований качества обработанной воды.

Повышение энергетической эффективности вакуумной деаэрации может быть осуществлено с помощью совершенствования способов регулирования процесса деаэрации и включения вакуумных деаэраторов в схемы теплофикационных турбоустановок.

Повышение экономичности установок с вакуумной деаэрацией подпиточной воды достигается для подогрева теплоносителей до и после вакуумных деаэраторов, а также исключением потерь конденсата греющего пара в деаэраторах благодаря применению в качестве греющего агента перегретой сетевой или подпиточной воды.

Расчетная экономия условного топлива на ТЭЦ за счет использованием источников низкопотенциального тепла при эксплуатации вакуумных деаэраторов представлена графически [1] в зависимости от варианта подключения вакуумного деаэратора к схеме теплофикационной установки.

По опыту эксплуатации тепловых схем водоподготовки можно рекомендовать как наиболее экономически выгодные для применения на ТЭЦ схемы с регулируемым подогревом исходной воды до 40 °С в встроенных пучках конденсаторов турбин и постоянным подогревом сетевой воды, используемой в качестве греющего агента в вакуумных деаэраторах, в верхнем сетевом подогревателе одной из турбин ТЭЦ (в теплое время года, при температуре воды в теплосети менее 90-100 °С часть сетевой воды с этой турбины перепускается в теплосеть из нижнего сетевого подогревателя).Эта схема успешно освоена на ТЭЦ с мощными теплофикационными турбинами и является наиболее экономичной.

При работе теплофикационных турбин по электрическому графику нагрузок, когда нельзя организовать регулируемый подогрев исходной воды в конденсаторах, применимо достаточно экономичное решение, в соответствии с которым подогрев исходной воды до 40-50 °С производится в нижнем сетевом подогревателе турбины (вариант 5, рис. 1).

Менее экономичный, но также достаточно эффективный в сравнении с использованием атмосферного деаэратора является вариант 4, при котором исходная вода подогревается сетевой водой в водо-водяных теплообменниках, а греющий агент – в сетевом подогревателе турбины.

Диаграмма экономии условного топлива при использовании вакуумной деаэрации
Рис.1 Экономия условного топлива при использовании вакуумного деаэратора.

– вариант 4 (исходная вода подогревается сетевой водой в водо-водяных теплообменниках, греющий агент – в нижнем и верхнем сетевых подогревателях турбины);

– вариант 5 (исходная вода подогревается в нижнем сетевом подогревателе, греющий агент – в верхнем сетевом подогревателе.

При расходе подпиточной воды 300 т/ч годовая экономия топлива ориентировочно составит 2-2,5 тыс. т условного топлива. Согласно прогнозу при среднечасовом расходе подпитки 200 т/ч годовая экономия топлива примерно 1,5 тыс. т. При цене условного топлива с учетом транспортирования 5 тыс. руб./т условного топлива годовой экономический эффект составит 7¸9 млн. руб.

Зависимость снижения потерь конденсата греющего пара атмосферных деаэраторов от расхода подпиточной воды при переходе на использование вакуумных деаэраторов представлена на рис. 2 и зависимостью:

где G и Q – соответственно потери конденсата и расход подпиточной воды, т/ч,

Iва, Iхов, Iпа – соответственно энтальпии воды на выходе атмосферного деаэратора, химически очищенной воды на входе в деаэратор и греющего пара атмосферного деаэратора,

b – расход выпара атмосферного деаэратора, кг/т.

Рис. 2 Потери конденсата

Применение водоструйных эжекторов исключает дополнительные потери конденсата на создание вакуумного режима.

При среднечасовом расходе подпиточной воды 200 т/ч потери конденсата составят 23,5 т/ч, а при стоимости обессоленной воды 7 руб./т финансовые потери – около 1,5 млн. руб. в год.

Если фактическая себестоимость обессоленной воды с применением традиционной ионообменной технологии по данным Нижнекамской ТЭЦ[2] в первом квартале 2001 г. составляла 14,76 руб./т, то финансовые потери возрастут до3 млн. руб. в год.

Таким образом, суммарный экономический эффект от внедрения вакуумного деаэратора за счет снижения расхода топлива и потери конденсата составят примерно 9¸10 млн. руб., а затраты на инвестиционный проект окупятся за 1 год.

Выводы

1. Вакуумная деаэрация в настоящее время является достаточно надежным и экономически выгодным средством противокоррозионной обработки подпиточной воды систем теплоснабжения.

2. Применение водоструйных эжекторов позволяет дополнительно снизить потери конденсата и потому является оправданным.

3. Сочетание вакуумной деаэрации с предварительной декарбонизацией и не дорогостоящими химическими методами противокоррозионной обработки подпиточной воды, организация оптимальных температурных режимов водоподготовки и обеспечение надежной работы газоотводящих аппаратов вакуумных деаэраторов позволяют осуществить высокоэффективную защиту оборудования и теплопроводов систем теплоснабжения от внутренней коррозии.

4. Суммарный экономический эффект от внедрения вакуумного деаэратора за счет снижения расхода топлива и потерь конденсата составят примерно 9¸10 млн. руб., и затраты на инвестиционный проект окупятся за 1 год.

Литература

  1. Шарапов В. И. Актуальные проблемы использования вакуумных деаэраторов в открытых системах теплоснабжения // Теплоэнергетика, 1994. №8. С. 53–57.
  2. Мамет A. 77., Ситняковский Ю. А. О применении обратного осмоса при обессоливании воды для питания парогенераторов. – Теплоэнергетика, 2000, № 7.

Рыбин Владимир Семёнович
доцент ЮУрГУ (Южноуральский государственный университет),
кандидат технических наук (к.т.н.),
старший научный сотрудник (с.н.с.).