Унифицированная схема водопользования для тепловой электростанции

  • Елена [Elena] Николаевна [N.] Потапкина [Potapkina]
Ключевые слова: техническая и сточная воды, локальная очистка, оборотное водоснабжение, термохимическое обессоливание, испарители, водовыпуск, шлам, тепловая электростанция

Аннотация

Рассмотрены вопросы повышения эффективности использования водных ресурсов для пылеугольных тепловых электростанций. Предложены условия, выполнение которых позволит сохранить здоровье окружающих природных водоемов на долгие годы, а тепловые электростанции рассматривать в качестве экологически безопасных и благоприятных для окружающей природной среды. Определено, что утилизация минерализованных сточных вод водоподготовительных установок может быть осуществлена только путем концентрирования их в испарителях различных конструкций.

Предложена унифицированная схема водопользования промышленно–отопительной теплоэлектроцентрали на базе термохимического метода обессоливания с получением конечных товарных продуктов. Отмечено, что применение на ТЭС термохимического метода обессоливания позволяет исключить сброс следующих сточных вод: продувочных вод системы оборотного охлаждения, сточных вод водоподготовки, продувки котлов и ливневых стоков. Использование систем локальной очистки и оборотного водоснабжения максимально сокращает водопотребление из источника технического водоснабжения.

Разработанные решения основаны на технологических решениях, апробированных в промышленных условиях, и могут быть рекомендованы к практическому использованию при реконструкции, новом строительстве, либо при разработке нормативных документов по повышения эффективности использования водных ресурсов в цикле ТЭС.

Сведения об авторе

Елена [Elena] Николаевна [N.] Потапкина [Potapkina]

кандидат технических наук, доцент кафедры тепловых электрических станций НИУ «МЭИ», e-mail: PotapkinaYN@mpei.ru

Литература

1. Федеральный закон №7-ФЗ от 10 января 2002 г. «Об охране окружающей среды».
2. Водный кодекс Российской Федерации № 74-ФЗ от 03 июня 2006 г.
3. Постановление Правительства Российской Федерации № 255 от 03 марта 2017 г. «Об исчислении и взимании платы за негативное воздействие на окружающую среду».
4. Приказ Министерства сельского хозяйства Российской Федерации № 552 от 13 декабря 2016 г. «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно-допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения».
5. Правила охраны поверхностных вод (типовые положения). М.: Государственный комитет СССР по охране природы, 1991.
6. Методические указания по проектированию ТЭС с максимально сокращенными стоками. М.: Минэнерго СССР, 1991.
7. Потапкина Е.Н. Разработка и исследование унифицированных решений малоотходной технологии водоподготовки и переработки сточных вод на ТЭС: дис. ... канд. техн. наук. М.: Изд-во МЭИ, 1998.
8. Абрамов А.И. и др. Повышение экологической безопасности тепловых электростанций. М.: Из-во МЭИ, 2001.
9. Громов С.Л., Пантелеев А.А. Технологии противоточной регенерации ионитов для водоподготовки. Ч. 1 // Теплоэнергетика. 2006. № 8. С. 33—37.
10. Громов С.Л., Пантелеев А.А. Технологии противоточной регенерации ионитов для водоподготовки. Ч. 2 // Теплоэнергетика. 2006. № 11. С. 50—55.
11. Жадан А.В., Бушуев Е.Н. Практическая реализация противоточной технологии ионного обмена // Вестник ИГЭУ. 2012. № 5. С. 10—15.
12. Жадан А.В. Особенности практической реализации эффективных ионообменных смол // Энергетик. 2013. № 2. С. 35—38.
13. Downey D. Ion Exchange — Troubleshooting an Ion Exchange Mixed-Bed Unit // Ultrapure Water. 2014. № 4. Pp. 17—21.
14. Власова А.Ю., Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Филимонова А.А., Власов С.М. Ресурсосберегающая технология нейтрализации и очистки кислых и высоко минерализованных жидких отходов ионитной водоподготовительной установки ТЭС // Вода и экология: проблемы и решения. 2017. № 2. С. 3—17.
15. Власова А.Ю. Ресурсосберегающая технология утилизации высокоминерализованных кислых и жестких отходов ионитных водоподготовительных установок ТЭС: дис. ... канд. техн. наук. Казань: Изд-во Казанского гос. энергетического ун-та, 2018.
16. Анализ рынка ионообменных смол в России 2022. Показатели и прогнозы [Офиц. сайт] http: www.tebiz.ru (дата обращения 15.06.2022).
17. Ситняковский Ю.А., Григорьев А.С., Ноев В.В. Обратный осмос для обессоливания добавочной воды в схеме питания паровых котлов // Энергосбережение и водоподготовка. 1998. № 6. С. 54—62.
18. Мулдер М. Введение в мембранную технологию. М.: Мир, 1999.
19. Верхошенцева Н.Н., Давлетшина Г.И. Опыт эксплуатации установок обратного осмоса в системах водоподготовки энергетических и металлургических объектов ОАО «ММК» // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. № 5(43). С. 25—27.
20. Лесков Е.Е., Цирлин А.М. Оптимизация систем мембранного разделения // Теоретические основы химической технологии. 2007. № 5. С. 491—498.
21. Юрчевский Е.Б., Первов А.Г., Пичугина М.А. Применению обратноосмотической технологии обессоливания в энергетике — 20 лет // Энергосбережение и водоподготовка. 2009. № 5. С. 2—8.
22. Первов А.Г., Андрианов А.П., Юрчевский Е.Б. Совершенствование мембранных систем водоподготовки — исключение реагентов и стоков // Современные технологии водоподготовки и защиты оборудования от коррозии и накипеобразования: Сб. докл. IV конф. М., 2011. С. 34—44.
23. Боронина Л.В., Усынина А.Э., Андрианов А.П. Обоснование необходимости внедрения мембранных технологий для водоподготовки на теплоэнерегетических предприятиях г. Астрахани // Вестник МГСУ. 2012. № 11. С. 198—203.
24. Dvornikov V. Strategies to Improve Desalination Plant Reliability // Industrial Water Treatment. 2013. No. 6. Pp. 14—17.
25. Шаповалов Д.А. Исследование и оптимизация режимов работы обратноосмотических установок в задачах построения ВПУ для ТЭС: дис. … канд. техн. наук. М.: Изд-во МЭИ, 2016.
26. Седлов А.С. и др. Термическая водоподготовка и переработка сточных вод для производств с высокими экологическими показателями // Промышленная энергетика. 1993. № 7. С. 18—22.
27. Лоренц, К.Б., Шищенко В.В. Термохимическая очистка сточных вод водоподготовительных установок // Труды МЭИ. 1994. № 671. С. 113—117.
28. Седлов, А.С., Шищенко В.В., Игрушкин Е.М. О качестве подготовки воды в многоступенчатых испарительных установках // Энергетик. 1996. № 8. С. 18—21.
29. Хазиахметова Д.Р. Разработка и исследование технологии умягчения и частичного обессоливания сточных вод ХОУ с использованием карбоксильных катионитов: дис. … канд. техн. наук. М.: Изд-во МЭИ, 2005.
30. Мошкарин А.А. Совершенствование схем испарительных установок ТЭС. дис. … канд. техн. наук. Иваново: Изд-во Ивановского гос. техн. энергетического ун-та им. В.И. Ленина, 2006.
31. Богловский А.В. и др. Организация водно-химического режима термической водоподготовки // Теплоэнергетика. 2007. № 7. С. 15—19.
32. Седлов А.С. и др. Опыт совершенствования технологий обессоливания на ТЭС // Электрические станции. 2010. № 10. С. 13—22.
33. Васина Л.Г., Богловский А.В., Горбунов А.В. Организация водно-химического режима испарительных установок // Новое в российской электроэнергетике. 2014. № 2. С. 26—37.
34. Седлов А.С., Потапкина Е.Н., Гордеев А.А., Томашевская М.С. Рациональное использование водных ресурсов при работе ТЭС // Молодые ученые — ускорению научно-технического прогресса в XXI веке: Сб. материалов III Всеросс. науч.-техн. конф. аспирантов, магистрантов и молодых ученых с междунар. участием. Ижевск: ИННОВА, 2015. С. 582—589.
35. Седлов А.С. и др. Технология обессоливания воды на ТЭС // Состояние и перспективы развития электро- и теплоэнергетики: Материалы междунар. конф. XVIII Бенардовские чтения. Иваново: Изд-во Ивановского гос. энергетического ун-та им. В.И. Ленина, 2015. C. 75—78.
36. Потапкина Е.Н. Исследование проблемы применения различных методов подготовки добавочной воды котлов на ТЭС со сбросом сточных вод. М.: ООО «АР-Консалт», 2019.
37. Потапкина Е.Н., Васина Л.Г., Богловский А.В. Сокращение временно согласованных сбросов продувки системы гидрозолоудаления ТЭЦ–22 ПАО Мосэнерго // Новое в российской электроэнергетике. 2016. № 12. С. 21—27.
38. Потапкина Е.Н. Опыт реализации ресурсосберегающих технологий водопользования ТЭС // Развитие методов прикладной математики для решения междисциплинарных проблем энергетики: Материалы I Всеросс. науч.-техн. конф. с междунар. участием. Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2021. C. 140—144.
---
Для цитирования: Потапкина Е.Н. Унифицированная схема водопользования для тепловой электростанции // Вестник МЭИ. 2023. № 1. С. 86—92. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-1-86-92.
#
1. Federal'nyy Zakon №7-FZ ot 10 Yanvarya 2002 g. «Ob Okhrane Okruzhayushchey Sredy». (in Russian).
2. Vodnyy Kodeks Rossiyskoy Federatsii № 74-FZ ot 03 Iyunya 2006 g. (in Russian).
3. Postanovlenie Pravitel'stva Rossiyskoy Federatsii № 255 ot 03 Marta 2017 g. «Ob Ischislenii i Vzimanii Platy za Negativnoe Vozdeystvie na Okruzhayushchuyu Sredu». (in Russian).
4. Prikaz Ministerstva Sel'skogo Khozyaystva Rossiyskoy Federatsii № 552 ot 13 Dekabrya 2016 g. «Ob Utverzhdenii Normativov Kachestva Vody Vodnykh Ob'ektov Rybokhozyaystvennogo Znacheniya, v tom Chisle Normativov Predel'no-dopustimykh Kontsentratsiy Vrednykh Veshchestv v Vodakh Vodnykh Ob'ektov Rybokhozyaystvennogo Znacheniya».(in Russian).
5. Pravila Okhrany Poverkhnostnykh Vod (Tipovye Polozheniya). M.: Gosudarstvennyy Komitet SSSR po Okhrane Prirody, 1991. (in Russian).
6. Metodicheskie Ukazaniya po Proektirovaniyu TES s Maksimal'no Sokrashchennymi Stokami. M.: Minenergo SSSR, 1991. (in Russian).
7. Potapkina E.N. Razrabotka i Issledovanie Unifitsirovannykh Resheniy Malootkhodnoy Tekhnologii Vodopodgotovki i Pererabotki Stochnykh Vod na TES: Dis. ... Kand. Tekhn. Nauk. M.: Izd-vo MEI, 1998. (in Russian).
8. Abramov A.I. i dr. Povyshenie Ekologicheskoy Bezopasnosti Teplovykh Elektrostantsiy. M.: Iz-vo MEI, 2001. (in Russian).
9. Gromov S.L., Panteleev A.A. Tekhnologii Protivotochnoy Regeneratsii Ionitov dlya Vodopodgotovki. Ch. 1. Teploenergetika. 2006;8:33—37. (in Russian).
10. Gromov S.L., Panteleev A.A. Tekhnologii Protivotochnoy Regeneratsii Ionitov dlya Vodopodgotovki. Ch. 2. Teploenergetika. 2006;11:50—55. (in Russian).
11. Zhadan A.V., Bushuev E.N. Prakticheskaya Realizatsiya Protivotochnoy Tekhnologii Ionnogo Obmena. Vestnik IGEU. 2012;5:10—15. (in Russian).
12. Zhadan A.V. Osobennosti Prakticheskoy Realizatsii Effektivnykh Ionoobmennykh Smol. Energetik. 2013;2:35—38. (in Russian).
13. Downey D. Ion Exchange — Troubleshooting an Ion Exchange Mixed-Bed Unit. Ultrapure Water. 2014;4:17—21.
14. Vlasova A.Yu., Chichirova N.D., Chichirov A.A., Filimonova A.A., Vlasov S.M. Resursosberegayushchaya Tekhnologiya Neytralizatsii i Ochistki Kislykh i Vysoko Mineralizovannykh Zhidkikh Otkhodov Ionitnoy Vodopodgotovitel'noy Ustanovki TES. Voda i Ekologiya: Problemy i Resheniya. 2017;2:3—17. (in Russian).
15. Vlasova A.Yu. Resursosberegayushchaya Tekhnologiya Utilizatsii Vysokomineralizovannykh Kislykh i Zhestkikh Otkhodov Ionitnykh Vodopodgotovitel'nykh Ustanovok TES: Dis. ... Kand. Tekhn. Nauk. Kazan': Izd-vo Kazanskogo Gos. Energeticheskogo Un-ta, 2018. (in Russian).
16. Analiz Rynka Ionoobmennykh Smol v Rossii 2022. Pokazateli i Prognozy [Ofits. Sayt] http: www.tebiz.ru (Data Obrashcheniya 15.06.2022). (in Russian).
17. Sitnyakovskiy Yu.A., Grigor'ev A.S., Noev V.V. Obratnyy Osmos dlya Obessolivaniya Dobavochnoy Vody v Skheme Pitaniya Parovykh Kotlov. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 1998;6:54—62. (in Russian).
18. Mulder M. Vvedenie v Membrannuyu Tekhnologiyu. M.: Mir, 1999. (in Russian).
19. Verkhoshentseva N.N., Davletshina G.I. Opyt Ekspluatatsii Ustanovok Obratnogo Osmosa v Sistemakh Vodopodgotovki Energeticheskikh i Metallurgicheskikh Ob'ektov OAO «MMK». Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2006;5(43):25—27. (in Russian).
20. Leskov E.E., Tsirlin A.M. Optimizatsiya Sistem Membrannogo Razdeleniya. Teoreticheskie Osnovy Khimicheskoy Tekhnologii. 2007;5:491—498. (in Russian).
21. Yurchevskiy E.B., Pervov A.G., Pichugina M.A. Primeneniyu Obratnoosmoticheskoy Tekhnologii Obessolivaniya v Energetike — 20 Let. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2009;5:2—8. (in Russian).
22. Pervov A.G., Andrianov A.P., Yurchevskiy E.B. Sovershenstvovanie Membrannykh Sistem Vodopodgotovki — Isklyuchenie Reagentov i Stokov. Sovremennye tekhnologii Vodopodgotovki i Zashchity Oborudovaniya ot Korrozii i Nakipeobrazovaniya: Sb. Dokl. IV Konf. M., 2011:34—44. (in Russian).
23. Boronina L.V., Usynina A.E., Andrianov A.P. Obosnovanie Neobkhodimosti Vnedreniya Membrannykh Tekhnologiy dlya Vodopodgotovki na Teploeneregeticheskikh Predpriyatiyakh g. Astrakhani. Vestnik MGSU. 2012;11:198—203. (in Russian).
24. Dvornikov V. Strategies to Improve Desalination Plant Reliability. Industrial Water Treatment. 2013;6:14—17.
25. Shapovalov D.A. Issledovanie i Optimizatsiya Rezhimov Raboty Obratnoosmoticheskikh Ustanovok v Zadachakh Postroeniya VPU dlya TES: Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: Izd-vo MEI, 2016. (in Russian).
26. Sedlov A.S. i dr. Termicheskaya Vodopodgotovka i Pererabotka Stochnykh vod dlya Proizvodstv s Vysokimi Ekologicheskimi Pokazatelyami. Promyshlennaya Energetika. 1993;7:18—22. (in Russian).
27. Lorents, K.B., Shishchenko V.V. Termokhimicheskaya Ochistka Stochnykh Vod Vodopodgotovitel'nykh Ustanovok. Trudy MEI. 1994;671:113—117. (in Russian).
28. Sedlov, A.S., Shishchenko V.V., Igrushkin E.M. O Kachestve Podgotovki Vody v Mnogostupenchatykh Isparitel'nykh Ustanovkakh. Energetik. 1996;8:18—21. (in Russian).
29. Khaziakhmetova D.R. Razrabotka i Issledovanie Tekhnologii Umyagcheniya i Chastichnogo Obessolivaniya Stochnykh Vod KHOU s Ispol'zovaniem Karboksil'nykh Kationitov: Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: Izd-vo MEI, 2005. (in Russian).
30. Moshkarin A.A. Sovershenstvovanie Skhem Isparitel'nykh Ustanovok TES. Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. Ivanovo: Izd-Vo Ivanovskogo Gos. Tekhn. Energeticheskogo Un-ta im. V.I. Lenina, 2006. (in Russian).
31. Boglovskiy A.V. i dr. Organizatsiya Vodno-khimicheskogo Rezhima Termicheskoy Vodopodgotovki. Teploenergetika. 2007;7:15—19. (in Russian).
32. Sedlov A.S. i dr. Opyt Sovershenstvovaniya Tekhnologiy Obessolivaniya na TES. Elektricheskie Stantsii. 2010;10:13—22. (in Russian).
33. Vasina L.G., Boglovskiy A.V., Gorbunov A.V. Organizatsiya Vodno-khimicheskogo Rezhima Isparitel'nykh Ustanovok. Novoe v Rossiyskoy Elektroenergetike. 2014;2:26—37. (in Russian).
34. Sedlov A.S., Potapkina E.N., Gordeev A.A., Tomashevskaya M.S. Ratsional'noe Ispol'zovanie Vodnykh Resursov pri Rabote TES. Molodye Uchenye — Uskoreniyu Nauchno-tekhnicheskogo Progressa v XXI Veke: Sb. Materialov III Vseross. Nauch.-tekhn. Konf. Aspirantov, Magistrantov i Molodykh Uchenykh s Mezhdunar. Uchastiem. Izhevsk: INNOVA, 2015:582—589. (in Russian).
35. Sedlov A.S. i dr. Tekhnologiya Obessolivaniya Vody na TES. Sostoyanie i Perspektivy Razvitiya Elektro- i Teploenergetiki: Materialy Mezhdunar. Konf. XVIII Benardovskie Chteniya. Ivanovo: Izd-vo Ivanovskogo Gos. Energeticheskogo Un-ta im. V.I. Lenina, 2015:75—78. (in Russian).
36. Potapkina E.N. Issledovanie Problemy Primeneniya Razlichnykh Metodov Podgotovki Dobavochnoy Vody Kotlov na TES so Sbrosom Stochnykh Vod. M.: OOO «AR-Konsalt», 2019. (in Russian).
37. Potapkina E.N., Vasina L.G., Boglovskiy A.V. Sokrashchenie Vremenno Soglasovannykh Sbrosov Produvki Sistemy Gidrozoloudaleniya TETS–22 PAO Mosenergo. Novoe v Rossiyskoy Elektroenergetike. 2016;12:21—27. (in Russian).
38. Potapkina E.N. Opyt Realizatsii Resursosberegayushchikh Tekhnologiy Vodopol'zovaniya TES. Razvitie Metodov Prikladnoy Matematiki dlya Resheniya Mezhdistsiplinarnykh Problem Energetiki: Materialy I Vseross. Nauch.-tekhn. Konf. s Mezhdunar. Uchastiem. Ul'yanovsk: Izd-vo UlGTU, 2021:140—144. (in Russian).
---
For citation: Potapkina E.N. A Unified Water Usage Scheme for a Thermal Power Plant. Bulletin of MPEI. 2023;1:86—92. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-1-86-92.
Опубликован
2022-10-24
Раздел
Энергетические системы и комплексы (технические науки) (2.4.5)