ОАО «Архэнерго»

Северодвинская ТЭЦ-1

Технико-экономическое

ОБОСНОВАНИЕ

реконструкции водоподготовительных

установок

Москва 2002г.

1. 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 SO₄^2-		− 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.

2. В соответствии с РД 34.20-501-95 «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

3. 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.

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

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

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 (Н_прот.) находится в работе;

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

− по одному Н_прот.и А_прот. фильтру – на регенерации;

− по одному Н_прот. и А_прот.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 Н_прот. производится 1,5-3 %-ным раствором серной кислоты с удельным расходом 55-60 г/моль, а регенерация А_прот.– 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 (200 м³/ч).

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 (Н_прот. и А_прот.).

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

Сравнительная стоимость 1 м³ обессоленной воды до и после реконструкции представлены в таблице 3.

Капитальные затраты на I-ый этап реконструкции представлены в таблице 4.

Движение финансовых средств I-го этапа реконструкции представлены на графике возврата инвестиций.

Таблица 1

Расчетные данные по работе фильтров реконструируемой ВПУ

Наименование показателя	Фильтр водород-катионитный противоточный	Фильтр анионитный противоточный	Примечание
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/ч %	2,2 1,1	1,4 0,7

5. В связи с нестабильной работой цеха №19 (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.

Расчетные данные по работе фильтров-органопоглотелей представлены в таблице 5.

Капитальные затраты на II^ой 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

6. На III ^ем 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.

Капитальные затраты на III^ий этап реконструкции представлены в таблице 3.