Расчёт ВПУ КЭС

Министерство  образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

 

Энергетический факультет

Кафедра «Тепловые электрические  станции»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

По дисциплине: «Водоподготовка и водно-химические режимы ТЭС»

Тема: «Расчёт ВПУ КЭС»

 

 

 

 

 

                                                                  Исполнитель: студент гр.  306414

                               

                                                                             Руководитель: Нерезько А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минск 2008

 

Содержание.

Задание на курсовое проектирование.
Введение.	4
1. Выбор источника водоснабжения,  анализ показатели качества исходной  воды.	5
2. Обоснование метода и выбор  схемы подготовки воды.	7
3. Эскиз выбранной схемы.	9
4. Полное описание технологических процессов на ВПУ.	10
5. Определение производительности  ВПУ.	15
6. Расчет схемы ВПУ:	16
6.1. Расчет ионообменной части  ВПУ.	16
6.2. Расчет предочистки.	24
6.3. Расчет декарбонизатора.	26
6.4. Анализ расхода реагентов.	27
6.5. Анализ расхода воды на  собственные нужды ВПУ.	27
6.6. Компоновка основного оборудования.	29
7. Специальное задание №1 Водно-химический  режим:	31
7.1. Нормы качества питательной  воды и перегретого пара.	31
7.2. Нормы качества подпиточной  воды теплосетей и сетевой воды.	32
7.3. Основные мероприятия по поддержанию  выбранного ВХР.	33
7.4. Методы коррекции котловой  и питательной воды.	33
7.5. Характеристика потоков конденсатов  и схемы их очистки.	33
8. Специальное задание №2 Выбор  и описание системы технического водоснабжения.	34
Заключение.	36
Литература.	37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

В настоящее время  в большинстве промышленно развитых стран выработка электроэнергии в основном производится на электрических  станциях с паротурбинными установками, работающими на органическом топливе. Рабочей средой на установках тепловых электростанций является вода.

В атомной энергетике также применяются почти исключительно  паротурбинные агрегаты.

Вода на электростанциях  используется для заполнения контура паротурбинной установки и компенсации потерь пара и конденсата во время работы, подпитки тепловых сетей, а также для отвода теплоты в конденсаторах турбин и вспомогательных теплообменниках. Во всех случаях применяемая сырая вода проходит соответствующую обработку, однако наиболее высокие требования предъявляются к качеству воды, служащей для заполнения контура паротурбинной установки и подпитки его в процессе эксплуатации.

Основными задачами водно-химического  режима на электрических станциях является обеспечение работы основного и вспомогательного оборудования без уменьшения надежности и экономичности, которые могут быть вызваны:

–образованием отложений на поверхностях нагрева,

–наличием шлама в котлах, в  тракте питательной воды, в теплосетях.

–процессами коррозии внутренних поверхностей теплоэнергетического оборудования.

В данной работе производится расчет ВПУ КЭС мощностью 3200 МВт вырабатываемых турбинами К-800-240 и котлами ТГМП-204 (ПП-2650-25-545).

С целью обеспечения рационального  водо-химического режима на тепловых электростанциях осуществляется нормирование качества пара прямоточных котлов.

 

1. Выбор источника водоснабжения, анализ показатели качества исходной воды.

 

Показатели  качества исходной воды.

 

Выбираем источник водоснабжения  водохранилеще. Выписываем показатели качества исходной воды:

 

водоем	Взвеш. вещества мг/кг	Сухой остаток мг/кг	Минер. остаток мг/кг	Жесткость мг-экв /кг
				Жо	Жк	Жнк
	0,0	0,0	231,0	4,2	4,099	0,1

 

Содержание ионов и  окислов, мг/кг

 

Показатель	мг/кг	Э	мг-экв/кг
Са2+	56,4	20	2,82
Мg2+	16,8	12	1,400
Na+	10,4	23	0,452
	250,1	61	4,100
	8,9	48	0,185
Cl-	13	35,5	0,37
	0,08	62	0,0013
	0	46	0
	2,17	38	0,057

 

Пересчет показателей  качества исходной воды.

 

Для пересчета качества воды из мг/кг в мг-экв/кг используется понятие «эквивалент» вещества:

М – молекулярная масса

n – валентность.

 

		56,4	=2,82	мг-экв/кг
		20
		16,8	=1,400	мг-экв/кг
		12
		10,4	=0,452	мг-экв/кг
		23
		250,1	=4,100	мг-экв/кг
		61
		8,9	=0,185	мг-экв/кг
		48
		13	=0,37	мг-экв/кг
		35,5
		0,08	=0,0013	мг-экв/кг
		62
		0	=0	мг-экв/кг
		46
		2,17	=0,057	мг-экв/кг
		38

 

 

Коагуляция FeSO₄ c известкованием:

Жесткость остаточная:

К_Fe=0,6мг-экв/кг-доза FeSO₄

	0,1+0,6=0,7	мг-экв/кг
	0,7+0,1+0,6=1,4	мг-экв/кг

 

a_изв=0,4мг-экв/кг – избыток извести при известковании исходной воды;

 

Концентрация сульфат  ионов  :

0,185+0.6=0,785

мг-экв/кг

 

 

Концентрация CL^- не изменяется.

 

Концентрация  :

0.6*0,057= 0,034мг-экв/кг

 

Ионитная часть схемы  ВПУ.

Первая ступень Н – катионирования (Н₁):

В этом фильтре удаляются катионы  , в количестве мг-экв/кг, где общая остаточная жесткость после предочистки:

 

1,4+2.15*0,452=2,372

мг-экв/кг

 

Жесткость воды после Н₁ составляет 0,2-0,3 мг-экв/кг

Кислотность воды равна:

 

0,553+0.6=1,152904

мг-экв/кг

 

Первая ступень анионирования  А₁(слабоосновное анионирование).

В этом фильтре удаляются анионы сильных кислот в количестве:

0,553+0.6=1,152904

мг-экв/кг

 

Щелочность  воды после фильтра А₁=0,2мг-экв/кг.

 

Декарбонизатор.

Остаточная концентрация СО₂ после декарбонизатора принимается в пределах

3-10мг-экв/кг. Принимаем  0,09 мг-экв/кг.

 

Вторая ступень Н-катионирования (Н₂).

В фильтре Н₂ удаляются катионы в количестве:

.

Кислотность воды после фильтра  Н₂ не выше 0,05мг-экв/кг.

 

Вторая ступень анионирования  А₂ (сильноосновное анионирование):

При 2-х ступенчатом обессоливании  на фильтре А₂ в основном удаляются после декарбонизатора в количестве:

 

=0,034+0,09=0,124 мг-экв/кг.

Качество обессоленной воды после  А₂:

–солесодержание - не более 0,2мг/кг,

–кремнесодержание – не более 0,04 мг/кг.

 

Фильтр смешанного действия в схеме трехступенчатого обессоливания  глубоко удаляет из воды катионы  и анионы.

Качество воды после ФСД:

–солесодержание - не более 0,1 мг/кг

–кремнесодержание – не более 0,03 мг/кг.

 

2. Обоснование метода и выбор схемы подготовки воды.

 

Выбор способов обработки  добавочной воды котлов производится в зависимости от качества исходной воды типа котельного агрегата.

На отопительных ТЭЦ восполнение  потерь питательной воды производится обессоленной водой, если среднегодовое суммарное содержание анионов сильных кислот исходной воды менее 5мг-экв/кг и при отсутствии специфических органических соединений, которые не могут удалятся при коагуляции.

В нашем случае:

0,185+0,37+0,0013+0,37+0+0,37=

0,553

< 5 мг-экв/кг

 

Водоподготовительные  установки включают предочистку  и ионитную часть. Существует два  вида предочистки:

1.При карбонатной жесткости  Ж_к исходной воды менее 2 мг-экв/кг целесообразно применять коагуляцию воды сернокислым алюминием AL₂(SO₄)₃ в осветлителе с последующим осветлением в осветлительных фильтрах.

2.При Ж_к исходной воды более 2 мг-экв/кг осуществляют коагуляцию сернокислым железом с известкованием в осветлителе с последующим осветлением в осветлительных фильтрах.

В нашем источнике водоснабжения  Ж_к>2 мг-экв/кг, следовательно, выбираем второй вид предочистки: коагуляцию сернокислым железом с известкованием в осветлителе с последующим осветлением в осветлительных фильтрах.

Дальнейшая обработка  воды проводится на ионитной части  ВПУ. В зависимости от типа котлоагрегата  и показателей качества исходной воды может быть выбрана одна из схем обессоливания.

1. Упрощенная.
2. Двухступенчатая.
3. Трехступенчатая.

Так как есть котел  прямоточного типа, то, независимо от показателей качества исходной воды, обработка воды должна вестись по схеме трехступенчатого обессоливания (Н₁-А₁-Д-Н₂-А₂-ФСД), которая включает в себя первую ступень Н – катионирования, слабоосновное анионирование, декарбонизацию, вторую ступень Н – катионирования, сильноосновное анионирование, третью ступень Н – катионирования и сильноосновное анионирование, которая заменяется фильтром смешанного действия.