ОАО "ПЭСК-1". Опыт эксплуатации установки обратного осмоса Новосибирской ТЭЦ-2



о компании
услуги
используемое оборудование
Закупки
контакты
вакансии
статьи
задать вопрос
акционерам и инвесторам








Профессионализм, Оснащенность, Координированность, Доверие


Статьи

Опыт эксплуатации установки обратного осмоса Новосибирской ТЭЦ-2


Абрамова И.А., Чернов С.А.., Майков В.М., Дойнеко О.А., Устинов Б.В., Вильмс Е.В., инженеры
 
Новосибирская ТЭЦ-2 -  ЗАО «Роса» -  ЗАО «Инженерный центр»
 
Представлены основные показатели работы обессоливающей установки подпитки котлов Новосибирской ТЭЦ-2 с использованием оборудования обратного осмоса и ионного обмена за три года эксплуатации.
 
Установка обратного осмоса (УОО) производительностью 100 м3/ч  предназначена для  подпитки энергетических котлов давлением 9,8 МПа и 13,8 МПа  Новосибирской ТЭЦ-2 обессоленной водой.

В состав УОО входит следующее оборудование: механические фильтры загруженные гидроантрацитом и кварцевым песком, фильтры тонкой очистки 20 и 5 мкм,  повысительные насосы GRN 64-6, 2-е мембранные обратноосмотические установки (мембраны производства фирмы «Hydranautics») производительностью по 50 м3/час каждая, катионитовые и анионитовые  фильтры загруженные соответственно катионитом КУ-2-8 и анионитом АВ-17-8, узлы регенерации, нейтрализации, химической промывки мембран, ввода биоцида в исходную воду, ввода аммиака в обессоленную воду, сбора и откачки дренажных вод, система автоматического управления и контроля за работой оборудования, баки запаса обессоленной воды (БЗК). Технологические процессы на УОО полностью автоматизированы. Оборудование УОО: трубопроводы, баки, механические и ионообменные фильтры выполнены из полимерных материалов.

Исходная вода на установку обратного осмоса поступает из химического цеха ТЭЦ-2, где обрабатывается по схеме: известкование с коагуляцией в осветлителях, осветление на механических фильтрах, параллельное Н-Nа – катионирование на фильтрах 1 ступени, декарбонизация, баки декарбонизированной воды. Исходной водой для  химцеха  является вода р. Обь.
До ввода УОО в эксплуатацию исходная вода в химическом цехе дополнительно подвергалась обработке по схеме магнезиального обескремнивания в осветлителях,  Nа – катионированию на фильтрах II  ступени. Химочищенная вода подавалась на подпитку котлов 9,8 МПа. Подпитка котлов 13,8 МПа осуществлялась конденсатом очереди 9,8 МПа. Таким образом, наиболее экономичное оборудование 13,8 МПа нельзя было эксплуатировать без включения в работу оборудования 9,8 МПа.
Проект УОО, поставка оборудования, строительные, монтажные и пуско-наладочные работы выполнены предприятием ЗАО «Роса» г. Новосибирск. Установка введена в эксплуатацию в декабре 2003 г. и расположена на отметке 0.00  турбинного цеха, у постоянного торца главного корпуса на площади ~ 240 м2. БЗК, 2´400 м3, установлены отдельно. Время от составления технического задания на проектирование до ввода установки в эксплуатацию составило 7 месяцев.
Механические фильтры оборудованы верхними и нижними дренажно-распредели-тельными устройствами щелевого типа с шириной щели 0,4 мм. Для промывки загрузки используется вода, прошедшая очистку на механических фильтрах. Расход воды на промывку фильтров не превышает 1,2 % от расхода осветленной воды. Степень обезжелезивания составляет величину 26-30%. Во время работы механических фильтров наблюдался занос верхней щелевой дренажной системы загрязнениями как с исходной водой, из бака декарбонизованной воды химического цеха, так и мелкими фракциями антрацита при взрыхлении фильтров. Это приводило к неравномерному распределению нагрузки по механическим фильтрам и проведению дополнительных взрыхляющих промывок. По этой причине на части механических фильтров были заменены забитые лучи верхних дренажных систем.
При осмотре загрузки фильтров было обнаружено, что  верхний слой антрацита на 90% состоит из частиц фракцией менее 0,4 мм. То есть, при взрыхляющей промывке механического фильтра, за счет наличия верхней дренажно-распределительной системы не происходит удаление мельчайших частиц антрацита из фильтра. Целесообразно или изменить конструкцию верхней дренажно-распределительной системы или оснастить механические фильтры оборудованием для периодической гидровыгрузки фильтрующего материала и его качественной отмывки. На трубопроводах подачи химочищенной воды на УОО в химическом цехе целесообразно установить ловушки ионообменных материалов.  За 3 года эксплуатации досыпки фильтрующей загрузки в фильтры не проводилось.
Отмечается увеличение времени работы фильтров тонкой очистки до их замены. Если в 2004 г. картриджи фильтров тонкой очистки на модуле № 1 менялись 15 раз, на модуле № 2 - 12 раз, то в 2005 г. на модуле № 1 картриджи  5 мкм  заменялись 6 раз, 20 мкм – 3 раза, на модуле № 2  картриджи 5 мкм заменялись 5 раз, 20 мкм – 4 раза. Вероятно, это связано с сокращение выноса частиц кварцевого песка из механических фильтров, наблюдавшихся в начальный период эксплуатации УОО.
Среднемесячное качество исходной воды модулей обратноосмотической установки соответствовало требованиям проектных решений, а именно: содержание жесткости до 85 мкг-экв/дм3, содержание растворимой кремнекислоты до 4500 мкг/дм3, величина рН 9,2-9,8 ед. рН, содержание натрия до 35500 мкг/дм3. Величина коллоидного индекса перед мембранами УОО находилось в пределах от 1,9 до 2,67 и соответствовало нормативным требованиям.
Селективность мембран после 3 лет эксплуатации составляет величину 91,7% для модуля № 1 и 90,77%  для модуля № 2. Эти показатели ниже паспортных значений селективности мембран ~ 98%, и значений которые были получены через 6 месяцев после ввода УОО в эксплуатацию - 93,7-94,8%. Снижение селективности мембран повысило ионную нагрузку на ионитовые фильтры.
Концентрат модулей используется для подпитки теплосети.
Собственные нужды УОО на периодическую прокачку воды через мембраны во время останова и простоя модулей составляли величину 4,0 - 15,3 % от количества исходной воды, и зависели от часовой производительности УОО. С сокращением времени простоя модулей в резерве расход воды на собственные нужды УОО уменьшался. Учитывая хорошее качество промывочных вод мембран, их количество, целесообразно указанные воды использовать повторно, для подпитки теплосети.
Антискалант (ингибитор отложения минеральных солей) в исходную воду перед мембранами не вводится, и проектом не предусматривался.
Среднемесячное содержание биоцида в исходной воде модулей для дезинфекционной обработки мембран находилось на уровне ~1 мл/дм3.
Катионитовые и анионитовые фильтры оборудованы нижними и верхними дренажно-распределительными устройствами щелевого типа  с шириной щели 0,2 мм. Подвод раствора кислоты и щелочи на регенерацию выполнен снизу, через нижнее дренажно-распределительное устройство. На обработку вода в фильтры подается сверху вниз. Взрыхление ионообменного материала совмещается с операцией регенерации. При годовой обработке ~ 465000 м3 пермеата, годовой расход 100% кислоты составляет величину ~ 10700 кг, 100%  щелочи ~7800 кг. Учитывая незначительные годовые расходы реагентов, кислота и щелочь на узел регенерации поставляется в специальных контейнерах.
Содержание натрия в исходной воде катионитовых фильтров составляло величину ~1,7-2,1 мг/дм3, после катионитовых фильтров -  18-55 мкг/дм3.   В работе находилось два или четыре фильтра в зависимости от нагрузки на УОО. Продолжительность фильтроцикла ~ 10-20 суток, и зависит от режима работы УОО. Обменная емкость катионита составляла величину 400-900 г-экв/м3, при расходе кислоты 18-32 г/м3 обработанного пермеата. Расход обессоленной воды на собственные нужды катионитовых фильтров 0,12-0,27 %, и зависит от производительности установки. 
Содержание кремнекислоты в исходной воде анионитовых фильтров составляло величину ~ 266-564 мкг/дм3, после анионитовых фильтров 15-58 мкг/дм3. В работе находилось два или четыре фильтра. Продолжительность фильтроцикла ~ 20 суток. Обменная емкость анионита составляла величину 327-622 г-экв/м3, при расходе щелочи 13-26 г/м3 обработанной воды. Расход обессоленной воды на собственные нужды анионитовых фильтров 0,14-0,32 %, и зависит от производительности установки.
В летний период, когда расход обессоленной воды на подпитку котлов низкий, УОО, а также катионитовые и анионитовые фильтры включались в работу периодически, в зависимости от уровня обессоленной воды в БЗК. Такой режим работы приводил к ухудшению технико-экономических показателей работы фильтров, в том числе качества фильтрата.
Отмечается некоторое ухудшение качества фильтрата катионитовых и анионитовых фильтров после 3 лет эксплуатации. Через 6 месяцев после ввода УОО в  эксплуатацию содержание натрия после катионитовых фильтров составляло величину 3-10 мкг/дм3, кремнекислоты после анионитовых фильтров 1-16 мкг/дм3. Очистка ионитов от загрязнений  проектом не предусмотрена и в процессе эксплуатации не проводилась.  Перманганатная окисляемость пермеата после мембран УОО не превышала 0,1 мг/дм3 О2, содержание соединений железа до 50 мкг/дм3.      
Щелевые лучи верхних дренажно-распределительных устройств катионитовых и анионитовых фильтров, а так же ионообменный материал находится в хорошем состоянии. За 3 года эксплуатации догрузок ионообменного материала в фильтры не проводилось.
Основанием для проведения химической промывки мембран являлось снижение расхода и давления концентрата и повышения давления на напоре повысительного насоса подачи воды на мембраны. При промывке использовались соляная кислота, гидроокись натрия, пероксид водорода.
Показатели работы модуля № 1 до и после проведения химической промывки:
                                                                 До очистки                      После очистки                          
Давление на напоре 
повысительного насоса,       бар                 18,6                                        16,6
Расход концентрата,             м3/ч              14,0                                        17,4
Давление концентрата,         бар                       7,0                                          9,8
Расход реагентов на проведение химической промывки одного модуля: соляная кислота ~3,0 литра, натрия гидроокись ~10 кг, водорода пероксид ~3,0 кг. Расход обессоленной воды ~ 40 м3. Время проведения химической промывки модуля ~ 6-7 часов с момента останова до включения в работу.
Отмечается существенное сокращение количества химических промывок модулей за год. Если в 2004 г. на модуле № 1 было проведено 6 химических промывок, на модуле № 2 10 промывок, то в 2005 г. на модуле № 1 было сделано 2 промывки, на модуле № 2 одна промывка. Это вызвано применением более эффективной технологии химической промывки. Показатели работы модулей после химических промывок по давлению на напоре повысительного насоса, давлению и расходу концентрата полностью восстанавливаются и соответствуют нормативным характеристикам.
Проектная схема автоматического химического контроля предусматривала, в том числе, контроль по электропроводности фильтрата катионитовых, анионитовых фильтров и общего потока обессоленной воды. Как показал опыт эксплуатации, нет необходимости в контроле этих показателей в полном объеме. Достаточно контролировать общий поток обессоленной воды по электропроводности и содержанию натрия. В случае ухудшения этих показателей, выполняется ручной контроль после каждого ионитного фильтра, сработавшийся фильтр выводится на регенерацию.
Техническое обслуживание и ремонт оборудования выполняются силами химического цеха ТЭЦ, предприятиями ЗАО «Роса» и ЗАО «Инженерный центр». Основными дефектами в работе оборудования являлись: нестабильное срабатывание пневматических клапанов на механических и ионитных фильтрах, неплотности во фланцевых соединениях трубопроводов, утечка сжатого воздуха с блоков управления арматурой, занос верхних дренажных систем механических фильтров, не обеспечивается нормируемая величина рН в баках-нейтрализаторах при совместной регенерации катионитовых и анионитовых фильтров. Указанные дефекты носили единичный характер и оперативно устранялись в процессе работы.
Выводы
1. УОО в течении 3-х лет работает в качестве основной водоподготовительной установки подпитки котлов в автоматическом режиме. При работе 2-х модулей обеспечивается проектная производительность установки 100 т/ч. За время эксплуатации серьезных нарушений приводящих к ограничению по выработке обессоленной воды не выявлено.
2. Качество обессоленной воды стабильно соответствует требованиям, предъявляемым ПТЭ для питания котлов давлением 13,8 МПа, а именно:
- содержание кремниевой кислоты, мкг/дм3             - 16-61;
- содержание натрия, мкг/дм3                                 - 11-36;
- удельная электрическая проводимость, мкСм/см   - 0,2-0,5.
3. Система автоматизации, учитывая состояние технологического оборудования, работает надежно.
4. Себестоимость обессоленной воды УОО ниже, чем на обессоливающих установках работающих по схеме 2-х ступенчатого химического обессоливания на ТЭЦ г. Новосибирска.
5. Ввод в эксплуатацию УОО позволил повысить эффективность работы ТЭЦ-2 за счет возможности работы в основное время года только экономичного оборудования давлением 13,8 МПа, сократить внутристанционные потери конденсата, значительно улучшить водно-химический режим ТЭЦ.





Отдел систем возбуждения и преобразовательной техники предприятия ЗАО «Инженерный центр» - на передовом рубеже внедрения новых технологий и ультрасовременного оборудования для электростанций

Надежность ваших инженерных систем

Опыт эксплуатации установки обратного осмоса Новосибирской ТЭЦ-2

Внедрение тиристорных систем возбуждения нового поколения на электростанциях ОАО «Новосибирскэнерго».

Контроль качества теплоизоляции наружных ограждающих конструкций зданий.





о компании оборудование контакты вакансии статьи заявка
Разработка сайта