авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 ||

Совершенствование методологии контроля и управления технологическими процессами подготовки воды на тепловых электростанциях

-- [ Страница 2 ] --

Обобщая результаты исследований, можно сделать вывод, что обработ ка водного раствора ультрафиолетовым или лазерным воздействием влияет как на свойства примесей (органических, неорганических), так и на струк турные свойства растворителя (воды). Разработанные лабораторные методики суммарной оценки свойств водных растворов по отношению к соединениям кальция и железа могут быть использованы для выбора метода воздействия, оптимизации схемы подготовки воды и контроля ее свойств.

В шестой главе рассмотрены результаты контроля содержания и свойств ОПР в воде, поступающей в озеро Исеть из систем охлаждения Среднеуральской ГРЭС.

Предприятия энергетики, сбрасывая воду после охлаждения конденса торов в поверхностный водоем, увеличивают температуру воды на 4-5 оС.

Это приводит в летний период времени к форсированному развитию сине зеленых водорослей в водоеме («тепловое загрязнение»), повышению рН, загрязнению конденсаторов и снижению эффективности их работы. Для эко логической защиты водоема на Среднеуральской ГРЭС разработан биологи ческий способ, который реализуется с помощью специального сооружения – биомодуля, установленного на сбросном канале ГРЭС. Биомодуль формиру ет три зоны очистки воды: первая – механическая, вторая – с использованием растений, третья – с использованием специальных видов рыб. Доказано, что биомодуль снижает содержание биомассы фитопланктона и способствует снижению нитратов и рН воды в водоеме.

Однако в исходной воде, поступающей на ВПУ ТЭС, показатель «окисляемость» не изменяется, тогда как показатель «цветность», характери зующий наличие железо-органических соединений, увеличивается ежегодно.

Кроме этого, замечено, что в летний период увеличивается содержание про дуктов деструкции ионитов в очищенной на ВПУ воде (глава 3). В связи с этим возникла необходимость оценки целесообразности установки биомоду ля и разработки критериев эффективности его работы.

В процессе исследований, проведенных в летний период 2006 года, ус тановлено, что при содержании ООУ до биомодуля 14,1-14,9 мг/дм3 значение окисляемости изменяется от 15,4 до 23,4 мгО/дм3, то есть даже при неболь шом снижении содержания ОПР в воде существенно изменяется способность их к окислению перманганатом калия. В летний период 2008 года выявлено, что при снижении окисляемости содержание ООУ в водоисточнике увели чивается. Не удалось установить взаимосвязь между способностью соедине ний к окислению и их способностью к «отравлению» анионитов, поскольку, при существующей системе контроля, не обеспечивается эффективное уда ление ОПР на стадии предварительной очистки, поэтому на анионите адсор бируются анионы сильных кислот, ОПР и комплексные соединения ОПР с алюминием и железом.

В настоящее время для решения этой проблемы разрабатывается ком плексный подход к организации системы технологического контроля и управления на ВПУ ГРЭС, учитывающий изменение содержания и свойств ОПР в летний период времени. В целях корректировки мероприятий по эко логической защите водоема в летний период и разработке профилактических мер по защите ионитов от негативного воздействия ОПР текущий монито ринг водоисточника расширен по количеству точек контроля и включает следующие дополнительные показатели: ООУ, коэффициент Ккоп и цвет ность.

В седьмой главе приведено эколого-экономическое обоснование ре зультатов совершенствования методологии аналитического и технологическо го контроля состава и свойств воды, содержащей ОПР.

ОПР, содержащиеся в производственных водах ТЭС, способствуют за грязнению конденсатора и коррозии оборудования системы охлаждения;

уве личению запаха и цветности воды, увеличению в воде содержания раство ренного железа, загрязнению теплообменного оборудования теплофикацион ного контура;

повышению коррозионных свойств воды и пара, а также сни жению надежности и эффективности работы оборудования основного конту ра;

снижению эффективности предочистки, загрязнению оборудования на ВПУ, «отравлению» анионитов и увеличению расхода воды на собственные нужды на стадии водоподготовки (негативное влияние).

Доказано, что для снижения негативного влияния ОПР на производст венные процессы необходимо контролировать их содержание и свойства в технологическом цикле.

В схемах обессоливания следует определять содержание ООУ (РОУ) на разных стадиях водоподготовки с помощью приборов автоматического кон троля. При этом организация технологического контроля с использованием патентов № 2289120 «Способ определения органической загрязненности во ды», № 2207560 «Способ загрязненности ионообменных смол» позволяет стабилизировать содержание ОПР в воде и разработать мероприятия по оп тимизации работы анионита в схеме обессоливания наряду с сокращением расхода воды на его отмывку. Ожидаемый экономический эффект – около 1 млн. руб. в год (в зависимости от стоимости используемых анионитов).

Ожидаемый экономический эффект от использования патента № 2293968 «Способ контроля загрязненности фильтров для очистки воды» и организация схемы утилизации промывочных вод составит около 755 тыс.

руб. в год за счет сокращения расхода воды на собственные нужды ВПУ.

Контроль за эффективностью удаления ОПР в воде можно осуществ лять спектрофотометрическим методом по величине светопропускания в ви димой области спектра.

Система контроля качества воды по величине светопропускания, реали зованная на Чайковской ТЭЦ, позволяет оперативно контролировать и кор ректировать режим водоподготовки, обеспечивая стабильное качество воды по органолептическим и эпидемиологическим показателям.







Использование принципиального нового подхода к контролю содержа ния ОПР в воде и корректировке реагентного режима в процессе ее подготов ки позволяет стабилизировать добавочную воду по сухому остатку и снизить количество продувочной воды котлов среднего давления на 0,8-1,0 %. Эконо мический эффект ожидается за счет снижения расхода газа на 14,5 тыс. м3 в месяц (для одного котла), а экологический эффект – за счет сокращения эмис сии углекислого газа на 28,5 тыс. т в месяц (для одного котла).

Реагенты-ингибиторы снижают накипеобразование и коррозионную ак тивность производственных вод ТЭС. Внедрению технологии подготовки во ды с использованием ингибитора ИОМС-1 на 10 предприятиях ОАО «Сверд ловэнерго» предшествовал комплекс научно-исследовательских работ, кото рый включал разработку методик контроля ингибитора в товарном продукте (входной контроль), рабочих растворах и производственных водах.

Внедрение технологии позволило упростить схемы водоподготовки и снизить удельную загрязненность поверхностей нагрева. Ежегодный эконо мический эффект (с 1994 г.) складывается из снижения расхода 1000 т серной кислоты, 3000 т поваренной соли и 100 т катионита. За десять лет использо вания технологии суммарный экономический эффект (в ценах 2008 г.) соста вил 90,5 млн. руб. За счет снижения объема сброса в водоемы солевого стока на 900 тыс. м3 в год достигнут экологический эффект.

Обоснование ингибирующего эффекта природных ОПР позволило со кратить суммарный расход ингибитора (с 2000 г.) на 30 %, что обеспечило экономию денежных средств за 4 года (в ценах 2008 г.) 2,9 млн. руб. Вследст вие применения УЗ-аппаратов в ТФК СУГРЭС снижена загрязненность ПГВ и увеличен межпромывочный период, что позволило оптимизировать режим деаэрации и сократить расход щелочи. Экономический эффект от внедрения этого мероприятия составил 803,8 тыс. руб. в год.

Экономический эффект от организации контроля содержания железа в промывочных водах в период растопки достигается за счет сокращения вре мени растопки на 1,5-2 часа, потерь обессоленной воды на 300-400 тонн, рас хода газа на 4,56 у.т. и предотвращения загрязнения турбины.

В заключении сформулированы следующие основные выводы по работе:

1. Определение общего содержания органических примесей (ОПР) в поверхностных, артезианских, производственных и питьевых водах необхо димо осуществлять по показателю общий (ООУ) или растворенный (РОУ) органический углерод. Методика определения ООУ (РОУ) с использованием ИК-спектрометрии аттестована и внесена в Федеральный реестр (ФР 1.31.2005.01703). На основании результатов исследований и междуна родного стандарта ИСО 8245 разработан Национальный стандарт «Вода. Ме тоды определения массовой концентрации общего (ООУ) и растворенного (РОУ) органического углерода» в целях обеспечения единства измерений по казателей в водах различного типа.

2. Необходимым условием предотвращения негативного влияния ОПР на состояние основного и вспомогательного оборудования ТЭС является обеспечение стабильности состава и свойств добавочной воды путем внедре ния разработанных технологических принципов и методик контроля, а также автоматизации контроля и корректировки технологических режимов водо подготовки ТЭС.

3. Совершенствование технологического контроля за процессом пред варительной очистки воды путем установки автоматических приборов для измерения величины светопропускания в видимой области спектра (длина волны 430-530 нм) позволит своевременно корректировать процесс очистки воды для обеспечения стабильного содержания взвешенных веществ, соеди нений железа, алюминия и ОПР. Оптимальное значение этого показателя определяется на основании лабораторного эксперимента.

4. Применение экспресс-методик, разработанных для контроля работы механических фильтров, позволяет:

- оценивать содержание взвешенных веществ в очищенной воде, грязе емкость фильтра и оптимизировать режим промывки фильтров, снизив рас ход воды на собственные нужды (Пат. 22245578 от 15.07.02);

- контролировать в схемах обессоливания процесс ионного обмена по величине светопропускания, измеряемой при длине волны 254 нм (УФ область) с пересчетом на значение РОУ (Методика определения РОУ атте стована и внесена в Федеральный реестр (ФР 1.31.2005.01704));

- определять сорбционную емкость ионита в схемах обессоливания:

по органическим веществам на основе измерений значения светопропуска ния до и после анионитовых фильтров (Пат. 2293968 от 20.02.07);

- оценивать чистоту товарного ионита и его загрязненность ОПР в про цессе эксплуатации по величине диэлектрической проницаемости смолы (Пат. 2207560 от 08.11.03), что позволяет своевременно скорректировать ме роприятия по восстановлению материала;

- контролировать процесс ионного обмена в схемах умягчения воды по величине светопропускания, измеряемой при длине волны 430 нм. Критерий оптимального процесса ионного обмена: Т = 0.

5. Разработан способ оценки негативного воздействия ОПР на железо по величине коэффициента Ккоп. Установлено, что устойчивость комплексов железа (III) в водных растворах зависит от природы лиганда и понижается в следующем порядке: трилон Б, фталевая кислота, салициловая кислота, про дукты деструкции ионообменных смол АВ-17, КУ-2-8. Устойчивость ком плексных соединений Fe (III) с природными ОПР сопоставима с устойчиво стью комплексов железа (III) с трилоном Б. Способ оценки комплексообра зующих свойств запатентован (Пат. 2267783 от 10.01.06). Аттестована и вне сена в Федеральный реестр методика определения активности органи ческих примесей в водных растворах по значению коэффициента Ккоп (ФР 1.31.2005.01705).

6. Установлена необходимость и возможность обеспечения стабильного качества конденсата после БОУ по ОПР путем контроля величины свето пропускания в УФ-области спектра и своевременной корректировки режима работы БОУ. Доказана целесообразность применения для качественной оценки «вторичной загрязненности» конденсата после БОУ относительного увеличения электропроводимости конденсата после всех фильтров ФСД, ус тановленных на БОУ.

7. Результат воздействия ОПР на внутреннюю поверхность оборудова ния – это образование рыхлых отложений на наиболее теплонапряженных участках. Характер отложений зависит от содержания и свойств ОПР, посту пающих в тракт блока при стационарном режиме работы, а также от эффек тивности консервации оборудования в период останова. Обеспечить эффек тивную очистку котла от продуктов коррозии оборудования можно путем ис пользования в процессе растопки экспресс-контроля промывочной воды на содержание железа. Методика разработана на основании установленной ли нейной зависимости между оптической плотностью в УФ-области спектра и содержанием взвешенных веществ, обусловленным соединениями железа в промывочных водах. Использование методики позволяет сократить время растопки примерно на 1,5-2 часа за счет сокращения времени на выполнение анализа железа традиционным методом и предотвратить загрязнение тур бины.

8. Разработана методика определения содержания ингибитора ИОМС- в товарном продукте, рабочих растворах, производственных водах и предло жен метод оценки химической активности водных растворов при введении в них органических реагентов для оптимизации реагентного режима в тепло сети. Внедрение технологии подготовки воды с разработанной системой кон троля содержания и свойств ингибитора на 10 предприятиях ОАО «Сверд ловэнерго» позволило упростить схемы водоподготовки, снизить удельную загрязненность поверхностей нагрева, получить экономический эффект (око ло 95 млн. руб.) и экологический эффект за счет снижения объема сброса в водоемы солевого стока на 900 тыс. м3 в год.

9. Установлена зависимость свойств водных растворов от воздействия ультрафиолетового и лазерного излучения. Для оценки свойств водных рас творов (с учетом структурных свойств воды) предложен метод лабораторно го контроля, который может быть использован для оптимизации схем подго товки воды в ТФК ТЭС.

10. Доказана целесообразность применения биомодуля в сбросном ка нале Среднеуральской ГРЭС, показана необходимость использования для контроля работы биомодуля дополнительных показателей: ООУ и Ккоп. Это позволит более адекватно оценивать экологическое состояние водоема и кор ректировать не только мероприятия его экологической защиты, но и меры по защите ионитов от негативного воздействия ОПР.

Список патентов и опубликованных работ по теме диссертации 1. Способ получения ингибитора минеральных солей: пат. 2168514 Рос.

Федерация / Колмогорова И.В., Белоконова Н.А., Корюкова Л.В., Белоконо ва А.Ф. – №2000114153;

заявл. 06.06.00;

опубл. 10.06.01, Бюл. № 16.

2. Способ контроля загрязненности ионообменных смол: пат. Рос. Федерация / Белоконова Н.А., Меньшиков А.И. – №2001130311;

заявл.

08.11.01;

опубл. 27.06.03, Бюл. № 18.

3. Способ определения загрязненности механического фильтра:

пат. 22245578 Рос. Федерация / Белоконова Н.А. – №2002119049 ;

заявл.

15.07.02;

опубл. 27.02.04, Бюл. № 6.

4. Устройство для определения загрязненности воды: свидетельство на ПМ. 11895 Рос. Федерация / Гаврилов Л.Ф., Сергеев А.И., Белоконова Н.А., Корюкова Л.В. – №99110142;

заявл. 17.05.99;

опубл.16.11.99, Бюл. № 11.

5. Способ определения общей органической загрязненности воды:

пат. 2289120 Рос. Федерация / Белоконова Н.А., Корюкова Л.В. – №2003135649;

заявл. 08.12.03;

опубл. 10.12.06, Бюл. № 34.

6. Способ определения химической активности органических соедине ний по отношению к соединениям железа в водых растворах: пат. Рос. Федерация / Белоконова Н.А., Корюкова Л.В. – №2004113724;

заявл.

05.05.04;

опубл.10.01.06, Бюл. № 1.

7. Способ определения загрязненности фильтра для очистки воды:

пат. 2293968 Рос. Федерация / Белоконова Н.А., Корюкова Л.В. – №2005103872/28 ;

заявл. 14.02.05;

опубл.20.02.07, Бюл. № 5.

8. Белоконова Н.А. Влияние технологических и эксплуатационных фак торов на процесс предочистки / Н.А. Белоконова, Л.В. Корюкова, Т.А. Коро лева // Электрические станции. 1997. №5. С. 40-43.

9. Белоконова Н.А. Оценка эффективности работы деаэраторов в схеме подготовки воды для горячего водоснабжения / Н.А. Белоконова, Л.В. Корю кова, О.А. Антропова // Электрические станции. 1998. №10. С. 27-29.

10. Пути совершенствования водно-химического режима энергоблоков СКД в системе «Свердловэнерго» / Л.В. Корюкова, А.Ф. Белоконова, Н.А. Бе локонова, А.И. Ковалев // Теплоэнергетик. 1999. № 7. С. 30-34.

11. Белоконова Н.А. Применение оксихлорида алюминия в качестве коагулянта при подготовке воды к использованию в энергетике / Н.А. Белоко нова // Энергетика региона. 1999. № 8. С. 84.

12. Использование неорганического флокулянта СФ-А1 в технологии подготовки питьевой воды / Н.А. Белоконова, Л.В. Корюкова, Н.А. Обожин, В.В. Устюжанинов // ВСТ. 2000. №9.

13. Опыт реконструкции водоподготовительных установок в ОАО «Свердловэнерго» / Л.В. Корюкова, Н.Н. Добров, О.В. Нохова, Н.А. Белоко нова // Электрические станции. 2003. №5. С. 57-59.

14. Освоение новых методов контроля – путь к внедрению прогрессив ных технологий и режимов / Л.В. Корюкова, А.Л. Малюков, А.А. Шохирев, Н.А. Белоконова // Электрические станции. 2003. №5. С. 54-56.

15. Белоконова Н.А. О необходимости контроля качества питьевых вод по содержанию общего органического углерода / Н.А. Белоконова // Экологи ческая химия. 2003. Вып.3. С. 197-199.

16. Белоконова Н.А. Проблемы, возникающие при оценке качества питьевой воды по ее цветности / Н.А. Белоконова // Экологическая химия.

2003. Вып.4. С. 269-272.

17. Белоконова Н.А. Опыт эксплуатации АН-31 и проблема «отравляе мости» ионитов / Н.А. Белоконова, Л.А. Петрова, О.Л. Гентух // Энергетик.

2003. №7. С. 42-43.

18. Белоконова Н.А. Опыт применения ИОМС-1 для подготовки подпи точной и сетевой воды / Н.А. Белоконова, Л.В. Корюкова // Современные технологии водоподготовки и защиты оборудования от коррозии и накипеоб разования:сб.ст. М.: Новый век, 2003. С. 77-78.

19. Белоконова Н.А. Современные проблемы выбора критериев контро ля качества питьевой воды / Н.А. Белоконова // Питьевая вода. 2004. № 4.

С. 15-21.

20. Белоконова Н.А. Общие экологические проблемы энергетики и об щества / Н.А. Белоконова, Л.В. Корюкова, Л.С. Соловьев // Пути совершенст вования экологического мониторинга. Современные проблемы профилакти ческой медицины, среды обитания и здоровья населения промышленных ре гионов России / под общ. ред. акад. РАМН Г.Г. Онищенко. Екатеринбург: Ав торы, 2004. С. 198-202.

21. Белоконова Н.А. Оценка химической активности ингибитора наки пеобразования ИОМС-1 / Н.А. Белоконова // Энергосбережение и водоподго товка. 2005. №5. С. 28-29.

22. Белоконова Н.А. Принципиальный подход к организации работ по совершенствованию системы контроля и управления в энергетическом про изводстве / Н.А. Белоконова, Л.В. Корюкова, Л.С. Соловьев // Энергоанализ и энергоэффективность. 2005. №2. С. 43-45.

23. Белоконова Н.А. Определение содержания примесей взвешенного железа в производственных водах с использованием анализатора АЖТ-94/4С УФ / Н.А. Белоконова, Р.Д. Мухамедьяров // Приборы. 2006. №10. С. 46-48.

24. Белоконова Н.А. Проблемы контроля качества пара в тракте блоков СКД / Н.А. Белоконова // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. №5.

С. 28-29.

25. Корюкова Л.В. Приборы для технологического и экологического контроля качества воды по содержанию органических веществ / Л.В. Корю кова, Н.А. Белоконова, Л.С. Соловьев // Экология производства. 2006. №2 (3).

26. Белоконова Н.А. Контроль качества турбинного конденсата после БОУ/ Н.А. Белоконова, Л.В. Корюкова // «Автоматизация химического кон троля и управления установками водоприготовления и водно-химическими режимами ТЭС»: сб.ст. М.: РАО ЕЭС, 2006. С. 146-153.

27. Белоконова Н.А. Контроль качества обессоленной воды на анализа торе АЖТ-94/4С-УФ / Н.А. Белоконова, Р.Д. Мухамедьяров, Х.Н. Мухамедь зянов // Приборы. 2006. № 12. С. 60-61.

28. Использование клеточной культуры в качестве модели определения токсичности воды / А.А. Бахарев, Н.А. Белоконова, П.В. Устьянцев, Н.А. Шмелева // Гигиеническая безопасность и здоровье населения в про мышленных регионах / под общ. ред. акад. РАМН Г.Г. Онищенко. Екатерин бург: Авторы, 2006. С. 9-10.

29. Белоконова Н.А. Улучшение качества воды водохранилищ-охлади телей биологическим способом / Н.А. Белоконова, Э.Л. Зубарева // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2007. №1-2. С. 65-69.

30. Белоконова Н.А. Перспективы использования спектрофотометриче ского метода для контроля содержания органических примесей в обессолен ной воде и турбинном конденсате / Н.А. Белоконова// Известия вузов. Про блемы энергетики. 2007. №3-4. С. 142-146.

31. Зубарева Э.Л. Качество поверхностных вод: проблемы и решения / Э.Л. Зубарева, Н.А. Белоконова // Экология и промышленность России. 2007.

№ 6. С. 28-29.

32. Белоконова Н.А. Проблемы и методы контроля содержания органи ческих примесей в производственных водах ТЭС / Н.А. Белоконова// Энерго сбережение и водоподготовка. 2007. №2. С. 21-22.

33. Белоконова Н.А. Влияние органических примесей на процессы очи стки воды в теплоэнергетике / Н.А. Белоконова. Екатеринбург: Ажур, 2008.

101 с.

34. Белоконова Н.А. Определение содержания железа в период растоп ки блоков СКД / Н.А. Белоконова // Электрические станции. 2008. №10.

С. 38-41.

Сокращения: БОУ – блочная обессоливающая установка, ВПУ – водоподготовительная установка, ВЗ – встроенная задвижка, ИОМС – ингибитор отложений минеральных со лей, ИРЕА – научно-исследовательский институт реактивов и особо чистых химических веществ (г. Москва), Ккоп – коэффициент, оценивающий устойчивость комплексов ОПР, ЛОС – летучие органические соединения, ООУ – общий органический углерод, ОПР – органические примеси, ПВ – питательная вода, ПЗ – перенос заряда, ПП – полоса погло щения, РОУ – растворенный органический углерод, СКД – сверх критического давле ния, СУ – структурная упорядоченность, Т – величина светопропускания, Т – изменение величины светопропускания, ТФК – теплофикационный комплекс, УФ – ультрафиолет, УНИИМ – Уральский научно-исследовательский институт метрологии, ФСД – фильтры смешанного действия.

Подписано в печать Формат 60х84 1/ Бумага писчая Плоская печать Усл. печ.л. 2, Уч.-изд. л. 2,96 Тираж 120 экз. Заказ Ризография НИЧ УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира,

Pages:     | 1 ||
 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.