Основные виды конденсатов и методы их очистки

 

Конденсаты можно разделить на следующие группы в порядке возрастания их загрязненности:

· турбинные конденсаты температурой 25—45°С, наибо­лее чистые, содержат лишь газы NH₃, СО₂ и следы О₂, незначительные количества продуктов коррозии (Fe, Си, Zn). При подсосах охлаждающей воды солесодержание и жесткость резко возрастают, при подсосах воздуха увели­чивается содержание кислорода;

· конденсаты пара подогревателей (ПНД, ПВД) имеют высокую температуру (50—100°С и более), содержат Fe, Си, Zn в количествах больших, чем турбинные конденса­ты, за счет продолжающейся и усиливающейся коррозии (более высокая температура, отсутствие отсоса газов). Солесодержание и жесткость их не повышаются. Очи­стить их от продуктов коррозии обычно сложно, главным образом вследствие их высокой температуры;

· конденсаты пара подогревателей сетевой воды (бой­лерные) имеют температуру обычно более 80°С. Они бо­лее коррозионно-агрессивны вследствие более высокой температуры и особенно при отсутствии

организованного отсоса неконденсирующихся газов (С0₂, О₂ и др.). Поми­мо высокого содержания этих газов конденсат бойлеров может содержать большое количество продуктов корро­зии (Fe, Си, Zn), а при неплотностях трубных систем еще и примеси сетевой воды (иногда в значительном количе­стве).

 

· конденсаты подогревателей сырой или химочищенной воды имеют различную температуру (50—100 °С), содер­жат Fe, Сu, Zn, а при неплотностях трубных систем — и соли подогреваемой воды;

· дренажные конденсаты, в том числе конденсат эжек­торов, от охладителей выпара деаэраторов, от паровых си­стем отопления и калориферов станции, пара от расши­рителей непрерывной продувки, от продувки паропрово­дов имеют температуры до 100 °С и более. В этих конден­сатах особенно высоким может быть содержание Fe в результате коррозии стальных (дренажных) трубопро­водов. Содержание Сu й Zn обычно невелико. При не­плотностях могут попадать примеси сырой (химочищенной) воды. Содержание газов СО₂, О₂, N₂ невелико, так как они удаляются с выпаром из баков;

 

· внешние производственные конденсаты от отопления имеют температуру 80—100 °С, близки по качеству к дре­нажным;

· внешние производственные конденсаты от технологиче­ских потребителей пара могут содержать, кроме Fe, Си, Zn, CO₂, 0₂, при подсосах еще и масла, нефтепродукты, смолы и другие химические продукты, нагреваемые па­ром. В особенности опасны примеси веществ, подвергаю­щихся в котловой воде гидролитическому разложению с образованием сильных минеральных кислот, например примеси дихлорэтана CH₂CICH₂CI, хлороформа СНС1₃, четыреххлористого углерода СС1₄, нитробензола С ₆ Н ₅ 0 ₂ и т. п. Большими «залповыми» бывают попадания этих продуктов при разрыве греющих элементов, при конден­сации греющего пара и при его давлении, меньшем, чем давление обогреваемой среды — жидкости. В эту же груп­пу входит и конденсат подогревателей мазута;

 

· конденсат паровых машин, молотов, прессов всегда со­держит большие количества масел (нефтепродуктов) и сальниковую набивку.

Сокращение потерь конденсата, предотвращение за­грязнения и его раннее обнаружение, сбор, возврат на ТЭС и в случае надобности очистка являются основными задачами персонала турбинного и химического цехов ТЭС, в том числе:

1) сокращение расхода пара для отопления и произ­водственных нужд потребителей пара — замена пара го­рячей водой;

2) сбор конденсата от всех поверхностных паровых подогревателей как самой ТЭС, так и внешних потреби­телей. Поддержание поверхности нагрева их, а также конденсатоотводчиков, охладителей вторичного пара, сборных баков, насосов и конденсатопроводов в исправ­ном состоянии;

3) борьба с коррозией конденсатопроводов;

4) утилизация выпара конденсата, сбор всех станци­онных (дренажных конденсатов), недопущение потерь теплоты при сборе и перекачке горячего конденсата;

5) предотвращение загрязнения конденсата путем:

а) уменьшения содержания в питательной воде и паре уг­лекислоты, удаления углекислоты из конденсата паровых подогревателей путем барботажа конденсата паром и ра­ционально сконструированной вентиляции паровых объ­емов подогревателей, а также связыванием углекислоты в конденсате аммиаком и другими нейтрализующими ами­нами;

б) предотвращения попадания кислорода в конден­сат (закрытые системы сбора конденсата под давлением выше атмосферного, непрерывное откачивание производ­ственных конденсатов);

в) предотвращения попадания в конденсат веществ из среды, нагреваемой паром (жест­кая и необессоленная вода, производственные растворы, мазут, нефть, продукты коксования и др.), — борьба с подсосами

г) пред­отвращения измельчения попавших в конденсат жидких загрязнений (смол, масел, бензола) вторичным или про­летным паром из-за плохой работы конденсатоотводчиков;

д) применения у потребителей пара сигнализаторов за­грязнения конденсата с устройствами, немедленно и авто­матически отключающими подачу загрязненного конден­сата в сборные баки ТЭС.

Очистка загрязненного конденсата от механических за­грязнений, смол, масел и др. производится у потребителей, а от остатков масел, нефтепродуктов, окислов железа, меди, цинка, жесткости и солей — на водоподготовительной установке или в турбинном цехе ТЭС перед деаэрато­рами. Транспортировка внешних горячих, иногда замаслен­ных конденсатов должна производиться по двум тепло­изолированным трубопроводам: по одному для условно «чистого» конденсата, который может загрязняться толь­ко окислами железа, меди, цинка и жесткой водой, по другому для «грязного» конденсата, конденсата, лишь предварительно очищенного от смол, масел и т. д. или иногда загрязняемого ими.

Горячий конденсат, прошедший очистку на ХВО ТЭЦ самостоятельно или с химически обработанной водой, должен деаэрироваться на ХВО и подаваться на ТЭС по трубопроводам, защищенным от коррозии во избежание нового обогащения его кислородом и продуктами корро­зии и теплоизолированным.

Конденсаты дренажей, эжекторов, выпара деаэраторов и «чистый» производственный конденсат необходимо по­стоянно обезжелезивать на электромагнитных, магнетитовых или зернистых фильтрах и умягчить на Na-катионитных фильтрах непосредственно перед деаэраторами. Же­лательно фильтровать вместе с ними также и горячий конденсат бойлеров.

 

Турбинные конденсаты

Необходимо раннее обнаружение и быстрая ликвида­ция подсосов охлаждающей воды и воздуха в вакуумном участке конденсатного тракта

 

конденсационных устано­вок. На ТЭС с барабанными котлами осветлительные и ионитные фильтры для конденсата турбин устанавливают­ся только при солесодержании охлаждающей воды более 5000 мг/л, что, по-моему мнению недостаточно. Следо­вало бы на всех ТЭС ВД иметь хотя бы одну большую обессоливающую установку (КОУ), рассчитанную на про­пуск 100 % конденсата одного самого большого турбоаг­регата и состоящую из осветлительного фильтра (антра­цитного, сульфоугольного, магнетитового, электромагнит­ного) и одного ионитного ФСД с внутренней или внешней регенерацией или двух фильтров — Н-катионитного (КУ-2) и анионитного (АВ-17). На КОУ следует подавать конденсат от любого турбоагрегата.

Работа КОУ и особенно ее осветлительного фильтра необходима во время пуска паровых котлов или турбо­агрегатов для выведения из тракта продуктов коррозии, содержащихся во время пуска в питательной воде в количествах в 50—100 раз больше обычных норм. Ионитные фильтры (ФСД или Н+ОН) необходимы в слу­чаях попадания в конденсат циркуляционной или сетевой воды и при непосредственной подаче питательной воды на впрыск для регулирования температуры перегрева пара. В случаях регулирования температуры перегрева пара собственным конденсатом паровых котлов или выделения одного турбоагрегата с деаэратором и питательным насо­сами для подачи наиболее чистого турбинного конденсата на впрыск, или наличия поверхностных пароохладителей обессоливание конденсата не является необходимым и можно ограничиться только его Na-катионированием.

 

Схемы очистки турбинного конденсата приведены на рис. 1.1

 

 

Рис. 1.1 Схемы очистки конденсатов:

А —турбинного для блоков СКД; Б — для паровых котлов ВД и СВД; В — горя­чего после очистки у потребителя; Г — обезжелезивания, умягчения горячих или обессоливания холодных станционных конденсатов ТЭС ВД н СВД; Д — полная схема очистки замасленного конденсата; а — у потребителя, б — на ТЭС (ВПУ); КИ —

конденсатный насос; ЧК — чистый конденсат в ПНД; ГК — засоленный конденсат; ФСД— фильтр сме­шанного действия; Р_С1Л — регенератор-смеситель-разделитель; РК — регенератор катионита; РА — регенератор анионита; Я — катионитный фильтр; А —анионитный фильтр; Б/77К — бак горячего производственного конденсата; Фл — бак флокулянта; ИД — дозирующий насос; БАУ_Х, БЛУ₃~ фильтры с активированным углем 1-й, 2-й ступеней; ДрБ — дренажный бак; H(Na)—Н- или Na-катионитный фильтр; УЗА — ультразвуковой аппарат для удаления с зерен окислов железа; Сб — сборный бак замасленного конденсата; Ил — нефтеловушка; См — слой мас­ла (пены); МГ — труба для приемки масла {масляной пены); Фт — флотатор; Я —ионитные фильтры (Н- или Na-катионитные и анионитные); БЧК — бак чис­того конденсата; ВД — в деаэратор

При затруднении в организации полных КОУ с осветлительными и обессоливающими фильтрами следует уста­навливать хотя бы только осветлительные фильтры для задерживания взвешенных примесей (Fe, Си, Zn), осо­бенно в период пуска. В дальнейшем после доведения ка­чества питательной воды до норм КОУ, осветлитель­ные фильтры могут быть отключены.

На период пуска агрегатов, если солесодержание кон­денсата не превышает установленных норм, можно вклю­чать в работу только осветлительные фильтры КОУ для удаления нерастворимых окислов железа, меди и цинка. Для их удаления наиболее целесообразно применять сдвоенные: электромагнитные и зернистые фильтры; элек­тромагнитные флокуляторы и зернистые фильтры или только зернистые фильтры с антрацитом, пековым коксом, сульфоуглем, магнетитом с диаметром зерен 0,3—2,0 мм.

Латунные трубки конденсаторов и подогревателей пе­ред их установкой в аппарат должны быть во избежание растрескивания «отожжены» — нагреты паром до темпе­ратуры 300 °С в течение 1 ч.

Основным способом устранения подсосов охлаждающей воды является полная остановка турбоагрегата или отключение конденсатора по половинам, вскрытие люков на водяных камерах, высушивание трубных досок горячим

 

воздухом, обнаружение (течь из трубок, затягивание пла­мени свечи)

поврежденных трубок и заглушение их проб­ками. Определение мест подсоса производится персона­лом турбинного цеха обычно после обнаружения повы­шенного солесодержания и жесткости конденсата или питательной воды, контроль за качеством которой ведется чаще.

При отсутствии автоматических приборов (солемеров) для своевременного обнаружения подсосов целесообразно передавать калориметрический контроль за жесткостью конденсата дежурному персоналу турбинного цеха, а от­бор и контроль проб конденсата от ненадежных конденса­торов осуществлять чаще, чем остальных. Поврежденные трубки можно выявить при остановке турбины, выпуске охлаждающей воды из конденсатора и заполнении его па­рового пространства горячим (температурой 60—70 °С) конденсатом, что необходимо для высушивания трубных досок. Последнее может быть ускорено обдувкой трубных досок воздухом из шланга через лазы.

В случаях больших подсосов охлаждающей воды (2 —3 т/ч) при отключении одной половины конденсатора появляется опасность срыва вакуума. Во избежание этого необходимо включить в работу пусковой эжектор.

- При остановке турбоагрегата для обнаружения не­плотностей в конденсаторе иногда используют флуорес­центный способ. В воду, заливаемую в паровой объем конденсатора, прибавляют флуоресцирующие в ультра­фиолетовом свете вещества (например, флуоресцеин С₂ОН₁₂О₅ и C₂ОHО₅Na₂) в количестве 3—5 г/м³. Трубные доски, освещаемые ртутно-кварцевой лампой с рефлекто­ром и ультрафиолетовым фильтром, задерживающим ви­димые лучи, флуоресцируют (светятся) в местах неплот­ностей, где просачивается вода.

Следует указать на возможность появления иногда значительных подсосов при пуске турбин, а также при ра­боте их с неполными нагрузками, особенно в зимнее вре­мя, при низкой температуре охлаждающей воды. Такие случаи подсоса являются результатом недостаточной тем­пературной компенсации трубок и их плохой вальцовки; с повышением нагрузки эти подсосы обычно уменьшаются или исчезают.

Учитывая, что на впрыск для регулирования темпера­туры перегретого пара идет не более 10 % питательной воды, следует не всегда применять ФСД для обессолива­ния конденсата ТЭС с барабанными котлами. Конденсаты эжекторов (особенно 2-й и 3-й ступеней) не следует смешивать с конденсатом турбин из-за их большой загрязненности, их нужно собирать отдельно и очищать с другими загрязненными (дренажными) конден­сатами станции.