Пользовательского поиска

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат»

 

 

 

 

 

Технико-коммерческое предложение по реконструкции обессоливающей установки ТЭЦ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2003 г.

 

 

1.  Исходные данные.

 

1.1 . В настоящее время на ТЭЦ находятся в работе водоподготовительные установки №1,2,3 для получения химочищенной воды и обессоливающая установка.

Согласно «Технического задания» на  реконструкцию предусматривается:

-  увеличения производительности обессоливающей установки с одновременным отказом от использования существующей умягчительной установки (ВПУ №1, 2, 3);

-       сокращения состава и количества установленного оборудования;

-       замены изношенного оборудования;

-       сокращения эксплуатационных затрат (расход реагентов, количество сточных вод, теплоэлектропотребление и т.п.).

1.2.  Максимальная производительность реконструированной ВПУ об. в - 500 м3/час по обессоленной воде (среднесуточная производительность 300 м3/ч).

1.3.         Технология существующих химводоочисток:

-    ВПУ по обессоленной воде в: известкование с коагуляцией в осветлителях, фильтрование на осветлительных фильтрах,  двухступенчатое химобессоливание на параллельно-точных фильтрах;

-    ВПУ №1, 2, 3 по химочищенной воде известкование с коагуляцией в осветлителях, фильтрование на осветлительных фильтрах, двухступенчатое натрий-катионирование на параллельно-точных фильтрах.

1.4.         Качество и параметры исходной воды (после известкования и осветления)

-         щелочность общая                                                         1,0-1,2 мг-экв/л;

-         жесткость общая                                          2,0-2,5 мг-экв/л;

-         кальций                                                     28 мг/л;

-         магний                                                      13 мг/л;

-         натрий                                                      30 мг/л;

-         окисляемость                                            6 – 10 мг0/л;

-         содержание соединения железа

 (в пересчете на Fe)                                       0,20 мг/л;

-         водородный показатель (рН)                  10,5-10,9;

-         хлориды                                                    25 мг/л;

-         сульфаты                                                  85 мг/л.

1.5. Требования к качеству обессоленной воды – обеспечить требование ПТЭ по качеству питательной воды котлов 140кг/см2.

 

2.  Обоснование выбора технологии АПКОРЕ для реконструкции  ВПУ.

 

Для подпитки энергетических котлов высоких параметров в основном используется обессоленная вода, при получении которой на ВПУ в отечественной практике широко применяется традиционная технология ионного обмена по схеме 2-х ступенчатого химобессоливание исходной воды на базе серийных параллельно-точных ионитных фильтров отечественного производства. При этом используемые в схемах ВПУ отечественные гелевые полистирольные иониты не только не обеспечивают  необходимую степень очистки подпиточной воды до требований ПТЭ (РД 34.20.501-95), но и подвержены необратимому загрязнению органическими  соединениями, что в свою очередь приводит к их старению («отравлению») и к снижению их срока эксплуатации. Негативные последствия  этого загрязнения существенно влияют на технико-экономические и экологические показатели  химобессоливания.

Опыт внедрения прогрессивных технологий противоточного ионирования с использованием зарубежных ионитов (монодисперсные по грансоставу и т.п.) позволяет (по сравнению с существующей параллельно-точной  технологией) обеспечить:

-        снижение расходов химических реагентов (кислота, щелочь, соль) в 1,5-2 раза;

-  сокращение количества установленного оборудования (фильтры, насосы, баки), арматуры и трубопроводов в 2-3 раза;

- снижение количества воды на собственные нужды ВПУ и соответственно количество сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водоемы  в 3-4 раза;

-   снижение потребности в ежегодной досыпке ионитов в ионитные фильтры ВПУ в 4-6 раз.

При этом качество умягченной воды, получаемой при одноступенчатой схеме противоточного ионирования, соответствует нормативным требованиям ПТЭ.

К сожалению, при всех достоинствах противотока, на сегодняшний день  в эксплуатации  находится незначительное число ВПУ, которые работают либо по отечественной противоточной технологии (разработка ВТИ, ВНИИАМ и ТКЗ) – Нижнекамская ТЭЦ-1, Первоуральская ТЭЦ, ТЭЦ-27 Мосэнерго, либо по зарубежным технологиям, таким как АМБЕРПАК (ГЭС-1 Мосэнерго, Тбилисская ГРЭС), ШВЕБЕБЕД («Акрон», «Куйбышевазот»), АПКОРЕ (Киевская ТЭЦ-5, ТЭЦ-12 Мосэнерго, «Тольяттиазот»).

Основными из причин, сдерживающих широкое внедрение противоточных технологий на ВПУ, являются следующее:

-   низкое качество осветленной воды после стадии предварительной очистки воды (осветлители типа ВТИ или ЦНИИ), а именно высокое содержание взвешенных веществ (более 5 мг/дм3), что в свою очередь исключает использование технологий ШВЕБЕБЕД и АМБЕРПАК, для которых содержание взвеси не должно превышать 0,5 мг/дм3;

-   сложная конструкция противоточных фильтров (разработка ВТИ, ВНИИАМ, ТКЗ) и технологические приемы по обеспечению неподвижности слоя ионитов при восходящем потоке регенерационного раствора, что снижает надежность их эксплуатации;

-   низкий уровень эксплуатационного персонала, а также узкий круг специализованных организаций, имеющих опыт по внедрению противоточных технологий.

ООО «Промышленные системы» является одной из немногих организаций, имеющей опыт и возможность по выполнению реконструкции ВПУ «под ключ» в полном объеме (проект, изготовление необходимых устройств, поставка оборудования и материалов, шеф-монтаж и авторский надзор, пуско-наладочные работы).

При этом обеспечивается комплексный подход (предочистка, складское хозяйство химических реагентов, фильтровальный зал, водно-химический режим энергоблоков и т.п.).

Приоритетным направлением  деятельности ООО «Промышленные системы» является внедрение передовых технологий и загрузочных материалов, позволяющих обеспечить сокращение эксплуатационных (реконструкция) и капитальных (новое строительство) затрат на ВПУ при окупаемости затрат на реконструкцию за период менее 3 лет.

В 1999 году специалистами ООО «Промышленные системы» на ТЭЦ-12 Мосэнерго была введена в эксплуатацию опытно-промышленная установка химобессоливания по технологии АПКОРЕ производительностью 200 м3/ч.

Осветленная (известково-коагулированная) вода после предочистки подавалась сверху вниз на противоточный Н-катионитный фильтр (ФИПа I-3,4-0,6, реконструированный), загруженный сильнокислотным катионитом Дауэкс монодисперсного типа Моно С-600, затем также сверху вниз – на противоточный анионитный фильтр (ФИПа I-3,4-0,6, реконструированный) с послойной загрузкой – вверху низкоосновный макропористый монодисперсный анионит Дауэкс Моно WB-500, внизу высокоосновный анионит Дауэкс Моно     А-625.

Использование органоемкого макропористого анионита (WB-500) в верхнем слое загрузки анионитного фильтра позволяет защитить низлежащий высокоосновной анионит (А-625) от «отравления» органическими примесями во время работы, а во время регенерации утилизировать избытки щелочи, т.е. сократить затраты на реагенты.

Необходимо отметить, что монодисперсные иониты обладают лучшими техническими характеристиками по сравнению с ионитами полидисперсного типа КУ-2-8 или АВ-17-8 (однородный гранулометрический состав, хорошая осмотическая и механическая прочность, лучшие гидравлические характеристики, высокая обменная емкость). При этом норма на ежегодную досыпку данных ионитов составляет менее 2% (норма на ежегодную досыпку ионитов КУ-2-8 и АВ-17-8 составляет 10 %).

Для защиты верхнего распределительного устройства от забивания рабочими частицами ионита в верхнюю часть фильтра был загружен плавающий инертный материал Дауэкс IF-62 (гранулированный полиэтилен).

Опыт внедрения противоточной технологии АПКОРЕ показал ее работоспособность и высокое качество обессоленной воды (электропроводность 0,3-0,5 мкСм/см, кремнекислота 20-40 мкг/дм3) на одной ступени ионирования при низких удельных расходах на регенерацию (кислота 80-85 г/моль, щелочь 60-65 г/моль).

Эксплуатация противоточной технологии АПКОРЕ показала следующие преимущества по сравнению с другими противоточными технологиями:

-         использования отечественного оборудования (фильтры типа ФИПа I) с незначительной реконструкцией (замена верхних и нижних распредустройств, установка смотровых окон);

-         меньшая зависимость от качества исходной воды (после предочистки) по количеству взвешенных веществ;

-         низкий перепад давления или высокая скорость фильтрования (большая производительность установки);

-         высокая надежность эксплуатации.

В 2001 г. ОАО «Мосэнерго» на основании положительного опыта работы опытной обессоливающей установки приняло решение о реконструкции ВПУ на ТЭЦ-12 на полную  производительность. В 2002 г. ООО «Промышленные системы» выполнил корректировку проекта, изготовление и поставку оборудования фильтров с вводом первой очереди (200 м3/ч) обессоливающей установки по технологии АПКОРЕ в эксплуатацию. Вторую очередь планируется ввести в 2003г.

Принцип работы противоточного фильтра по технологии АПКОРЕ представлен на рис.1 и в п.4, 5 и 6 настоящих предложений.

ООО «Промышленные системы» имеет лицензию от фирмы «Дау Кемикал Компани» по внедрению технологии АПКОРЕ на территории РФ и стран СНГ.

 

3 . Описание обессоливающей установки после реконструкции.

 

3.1. Внедрение противоточной технологии АПКОРЕ позволит получить глубокообессоленную воду (электропроводимость менее 1 мкСм/см, кремнекислоты менее 100 мкг/л) для подпитки котлов в одну ступень ионирования (вместо существующих двух ступеней).

3.2.Установка предназначена для приготовления обессоленной воды для подпитки котлов.

Схема работы установки: «Водород-катионирование на противоточных фильтрах (Нпрот.), анионирование на противоточных фильтрах (Апрот.), загруженных 2-слойной загрузкой».

Проектная производительность установки 500 м3/ч (по требованию Заказчика). При этом из технологической схемы исключается стадия декарбонизации (декарбонизаторы, баки, насосы, вентиляторы), т.к. щелочность осветленной воды после предочистки перед ВПУ менее 1,2 мг-экв/л. Опыт работы аналогичной схемы на ТЭЦ-12 Мосэнерго подтверждает данное решение.

3.3. Исходной водой для ВПУ является осветленная вода после существующей предочистки (известкование с коагуляцией) речной воды, качество которой представлено в п. 1.4 настоящего предложения.

В качестве противоточных ионитных фильтров (Нпрот. и Апрот.) используются вновь монтируемые фильтры ФИПа 1-3,0-0,6 с незначительной их реконструкцией (замена нижних и верхних распредустройств, установка смотровых окон).

Требуемое количество ионитных фильтров для обеспечения проектной производительности 500 м3/ч составляет 8 шт., исходя из следующих режимов работы:

-         четыре фильтра (два Нпрот. и два Апрот.) находятся в работе;

-         два фильтра (один Нпрот. и один Апрот.) – на регенерации;

-         два фильтра (один Нпрот. и один Апрот. ) – в резерве (пустые без загрузки) для гидроперегрузки на случай ремонта.

3.4. В фильтры Нпрот. (3 шт.) загружается сильнокислотный катионит монодисперсного типа Дауэкс Моно С-600.

Необходимо отметить, что монодисперсные иониты обладают лучшими техническими характеристиками по сравнению с ионитами полидисперсного типа КУ-2-8 (однородный гранулометрический состав, хорошая осмотическая и механическая прочность, лучшие гидравлические характеристика, высокая обменная емкость).

Потребность в сильнокислотном катионите составляет 60 м3.

В фильтры Апрот. (3 шт.) загружаются послойно высокоосновной анионит (нижний слой) монодисперсного типа Дауэкс Моно А-625 и макропористый слабоосновной анионит (верхний слой) монодисперсного типа Дауэкс Моно WB-500.

Использование органоемкого макропористого анионита (WB-500) в верхнем слое загрузки фильтра позволяет защитить низлежащий высокоосновный анионит (А-625) от «отравления» органическими примесями во время работы фильтра, а во время регенерации утилизировать избытки щелочи (т.е. сократить затраты на реагенты и соответственно количество сточных вод).

Потребность в анионитах составит:

-         высокоосновный анионит А-625 – 24 м3;

-         слабоосновный анионит WB-500 – 28 м3.

Норма на ежегодную досыпку монодисперсных ионитов составляет не более 2% (норма на досыпку отечественных ионитов КУ-2-8 и АВ-17-8 составляет 10% в год).

Для предотвращения выноса ионитов из фильтров во время регенерации, а также для защиты колпачков верхнего распределительного устройства от забивания ионитом, применяется инертный материал IF-62 в количестве 30 м3 на 6 шт. ионитных фильтров.

3.5. Качество обессоленной воды на выходе с блока деминерализации:

-         жесткость, менее                                        0,5 мкг-экв/л;

-         натрий, менее                                              50 мкг/л;

-         кремнекислота, менее                                100 мкг/л;

-         электропроводимость, менее                    1,0 мкСм/см.

3.6. Регенерация фильтров Нпрот. производится 1,5-3%-ым раствором Н2SO4, а Апрот. – 4%-ым раствором NaOH. Регенерационные растворы готовятся на обессоленной воде. При этом фильтроцикл каждого фильтра Нпрот. при его производительности        250 м3/ч составит 12 часов, для фильтра Апрот. – 11 часов,  при производительности 150м3/ч составит 20,6 часа и 19,8  часа  для Н прот. и А прот. соответственно.

 Отработанные регенерационные растворы направляются на существующую установку нейтрализации, а далее в промливневую канализацию.

Вновь устанавливаемые фильтры размещаются на свободной площади  в здании  водоподготовки.

Фильтры обвязаны арматурой (поворотные заслонки с электроприводом) отечественного производства.

Контроль за работой установки и управление осуществляются с существующего  щита ВПУ .

Состав основного оборудования представлен в Таблице 1.

 

 

 

 

 

ООО «Промышленные системы»

Состав основного оборудования ВПУ после реконструкции

Таблица № 1

п/п

Наименование оборудования

Кол-во

Тип, характеристика

Примечание

1

2

3

4

5

1.

Водород-катионитный фильтр противоточный

4

ФИПа I-3,0-0,6 реконструированный в противоточный

Новые

2 шт.-в работе

1 шт.-на регенерации 1 шт. - резерве

2.

Анионитный противоточный фильтр

4

ФИПа I-3,0-0,6 реконструированный в противоточный

Новые

2 шт.-в работе

1 шт.-на регенерации 1 шт. - резерве

3.

Бак обессоленной воды

1

200 м3

существующий

4.

Насос обессоленной воды

3

Q=200 м3

существующий

5.

Насос собственных нужд

3

Q=200 м3

новый

6.

Бак-мерник кислоты

2

 

существующий

7.

Бак-мерник щелочи

2

 

существующий

8.

Эжектор кислоты

3

 

новый

9.

Эжектор щелочи

2

 

новый

10.

Загрузочные материалы, м3:

-         катионит «DOWEX» Mono C-600»

60

 

 

-         анионит «DOWEX» Mono WB-500»

28

 

 

-         анионит «DOWEX» Mono А-625»

24

 

 

-         инертный материал IR-62

30

 

 

 

ИТОГО:

142

 

 

 

4. Описание конструкции противоточного фильтра по технологии АПКОРЕ.

 

Отличием данной конструкции фильтра от параллельно-точной, серийно-выпускаемой заводом ТКЗ (г. Таганрог), является наличие верхнего распределительного устройства, оснащенного дренажными колпачками с щелями 0,5 мм. (рис.1). Верхнее новое распределительное устройство служит для подачи исходной (осветленной) воды и отвода отработанного регенерационного раствора. Нижнее (также новое) дренажное устройство со щелями 0,2 мм обеспечивает отвод обработанной воды (при обессоливании), а так же подачу регенерационного раствора и отмывочной воды.

Для защиты верхнего распределительного устройства от забивания (засорения) мелкими частицами ионитов при восходящей регенерации и последующей отмывки предусматривается загрузка в верхнюю часть фильтра инертной смолы IF-62 фирмы «Дау Кемикал» на высоту 300 мм.

Фильтр практически полностью загружается ионитами и инертной смолой из расчета обеспечения свободного пространства над слоем ионитов в пределах 50-200 мм.

 

 

 

5. Эксплуатация противоточного фильтра.

 

Эксплуатация противоточного фильтра по технологии АПКОРЕ состоит из следующих операций:

-         фильтрование исходной воды (режим работы) сверху вниз со скоростью до      30 м/ч;

-         взрыхление и одновременное прижатие ионообменных материалов к верхнему дренажно-распределительному устройству за счет подачи обессоленной воды снизу вверх со скоростью потока 40-45 м/ч.

Продолжительность данной операции 3-5 минут.

-         регенерация ионитов 1,5-3%-ым раствором кислоты или 4%-ым раствором щелочи снизу вверх при скорости потока 8-15 в течение 30-40 минут;

-         отмывка ионитов от остатков регенерационного раствора в том же направлении  со скоростью 10-15 м/ч в течение 30-40 минут;

-         осаждение слоя ионита в течении 10 минут;

-         доотмывка ионитов сверху вниз со скоростью 20-30 м/ч в течение 20-30 минут.

 

6. Показатели работы установки.

 

Опыт эксплуатации противоточной технологии АПКОРЕ для производства обессоленной воды на ТЭЦ-12 «Мосэнерго» (с 1998 г.) и ОАО «Тольяттиазот» (с 2000 г.) показал ее работоспособность и высокое качество обессоленной воды при низких удельных расходах реагентов (кислоты и щелочи) на регенерацию ионитов.

На одной ступени противоточного обессоливания достигаются следующие показатели качества обрабатываемой воды:

-         удельная  электропроводимость, мкСм/см                                    не более 1,0;

-         содержание натрия, мкг/дм3                                                                                        не более 80;

-         содержание кремниевой кислоты, мкг/дм3                                                 не более 100.

Расчетное количество регенераций:

-         водород – катионитных фильтров                                                ~2 рег/сут;

-         анионитных фильтров                                                                   ~2 рег/сут.

Расчетная обменная емкость:

-         катионита                                                                                650-  700 моль/м3;

-         анионита                                                                                      600-660 моль/м3.

Удельный расход реагентов:

-         серной кислоты                                                                          90-100 г/моль;

-         едкого натра                                                                             60-70 г/моль.

Расчетная потребность в реагентах

(в пересчете на 100% продукт):

-         серная кислота                                                                  1,2  т/рег; 2,5 т/сут;

-         едкий натр                                                                          0,6 т/рег; 1,3 т/сут;

-         количество сточных вод                                                 480м3/сут(~7-8%).

Расчет выполнен по программе «Cadix» и в процессе пуско-наладочных работ будут уточнены.

                                  

Принципиальная схема обессоливающей установки представлена на рисунке 2.

 

 

 

7.     Стоимость реконструкции ВПУ и сроки её выполнения.

 

1.1.  Стоимость реконструкции ВПУ составляет 54 200 000 (пятьдесят четыре млн. двести тысяч) рублей без НДС, в том числе:

-         проектные работы – 2,9 млн. рублей;

-         поставка оборудования, загрузочных материалов – 32,4 млн. рублей;

-         строительно-монтажные работы, КИП, антикоррозионные работы, электрика, арматуры – 17,5 млн. рублей;

-         пусконаладочные работы – 1,4 млн. рублей;

Стоимость реконструкции ВПУ дана ориентировочно по состоянию на сентябрь месяц 2003г. и будет уточнена при составлении технического задания на проектирование.

 

8. Ремонтопригодность.

 

Предусмотренная конструкция внутренних устройств фильтров (дренажные системы, смотровые окна), обеспечивает ремонтопригодность (на основании опыта эксплуатации).

9. Гарантийное обязательство.

 

9.1. Исполнитель гарантирует требуемое качество обрабатываемой воды, указанное в Техническом задании, в течение 1 (одного) года со дня сдачи-приемки  ВПУ при условии соблюдения требований инструкции по эксплуатации ВПУ и условий Технического задания.

9.2. Исполнитель гарантирует  безвозмездное устранение в течение гарантийного срока дефектов, а так же вышедших из строя деталей (при наличии акта-рекламации), если поломка  или преждевреммный выход из строя являются следствием неудовлетворительного изготовления.

Гарантийный срок эксплуатации-1 (один) год

 

В течение гарантийного срока исполнитель обязуется заключить Договор, по требованию Заказчика, на Сервисное обслуживание ВПУ сроком на 10 (десять) лет, по которому обеспечивает при необходимости замену узлов деталей, поставляет расходные материалы, проводит ремонтные работы и работы по замене загрузки.

 

 

Ведущий технолог по водоподготовке                                      С.А. Хайрулина

 

а) режим работы                                                             б) режим регенерации

 

                                                                                                          отработанный

                                                                                                           регенерационный

                                                                                                           раствор

 

 

 

                         исходная

                         вода                                         

                                           2                                                                                       2

 


5                                                                                         5  

                                                6

                                                                                                                                       1

                                                1

                                                                                                                                       4

                                                 4

                                                                                                                                       3

                                                 3

 


                                                                                                   6

 

 

 


                       обессоленная                                                                   регенерационный

                        вода                                                                                 раствор

 

  1. Корпус фильтра
  2. Верхнее распредустройство
  3. Нижнее распредустройство
  4. Слой ионитов
  5. Слой инертного материала
  6. Свободное пространство

 

 

 

 

 

Рис.1. Конструкция противоточного фильтра по технологии UP.CO.RE.

 

 

 

Яндекс цитирования Rambler's Top100

Главная

Тригенерация

Новости энергетики

Новости спорта, олимпиада 2014