Авторы А. Котенко, магистр, инженер, Э. Видхальм, дипломированный инженер, руководитель компании Energie AG Oberoesterreich Waerme GmbH, Ф. Тонингер, дипломированный инженер, управляющий фирмы Energie-Contracting Steyr GmbH

В энергетической политике стран ЕС вопрос защиты окружающей среды занимает одно из ведущих положений.Одним из источников ее загрязнения являются объекты теплоснабжения.

Для уменьшения загрязнения окружающей среды проводиться ряд мероприятий — устанавливаются современные котельные агрегаты с более высоким КПД, модернизируются системы пылегазоулавливания, в качестве топлива используются возобновляемые источники энергии, осуществляется совместная выработка тепловой и электрической энергии.

При модернизации существующих, либо строительстве новых систем химводоподготовки котельных основной является проблема нейтрализации агрессивных стоков, сбрасываемых в канализацию.

На крупных ТЭЦ для приготовления питательной воды наибольшее распространение получили системы Na-катионирования.

Основным недостатком такого метода умягчения воды является то, что загрязненная вода после регенерации и промывки фильтра сбрасывается в дренаж или канализацию, что приводит к загрязнению окружающей среды [2].

В этой связи согласно австрийскому законодательству необходимо предусматривать установки по нейтрализации сбрасываемой загрязненной воды, что приводит к удорожанию системы. Другим способом для решения данной проблемы является устройство безреагентых систем химводоподготовки, среди которых большое распрост ранение получила система обратного осмоса.

Одним из примеров применения таких систем умягчения воды в Австрии является ТЭЦ в г. Штаер концерна ENERGIE AG Oberoesterreich .

В ней установлены 6 паровых котла: 3 производительностью 8,5 т/ч и 1 производительностью 7 т/ч с давлением 13 бар; 2 котла (22 т/ч и 20 т/ч) с давлением 40 бар. Суммарная паропроизводительность котельной 74,5 т пара в час ( рис. 1 ).

Для выработки электроэнергии в котельной установлены паровая турбина с противодавлением фирмы Brown Boveri мощностью 2,4 MВт ( табл. 1 ).

Тепловая схема ТЭЦ приведена на рис. 1 .

Для работы питательных насосов котлов № 4 и № 6 при отключении электроэнергии предусмотрены две небольшие паровые турбины мощностью 40 кВт каждая.

Приготовление горячей воды для тепловых сетей осуществляется в пароводяных подогревателях паром давлением 1,5 бар. Электрическая энергия используется для собственных нужд и частично отдается в наружную электросеть.

Пар после турбины с давлением 4 бар подается промпредприятиям для технологических нужд.

В летний период в эксплуатации находятся лишь котлы № 1, 2, 3, 5. Расчётный теплосъём с пароводяных подогревателей 69 МВт (59 Гкал/ч). В 2003 г. существующая система Na-катионирования была заменена установкой обратного осмоса ( рис. 2 ).

Исходная вода из двух подземных источников с физико-химическими характеристиками, приведенными в табл. 2 , после фильтра предварительной очистки (1) проходит через две ступени фильтров обратного осмоса (2), (3) ( рис. 3 ).Максимальный оборот воды рассчитан на 7,5 м 3 /ч. Перед поступлением в первую ступень системы обратного осмоса для лучшей степени очистки в исходную воду добавляется антискалант (OSM 51), запас которого хранится в баке (4); перед поступлением во вторую ступень в частично очищенную воду добавляется раствор NaOH, запас которого хранится в баке (5).

Удаление накипеобразующих солей из воды осуществляется путем задержания ионов солей на полупроницаемой мембране.Чистая вода (пермеат) попадает в бак запаса сетевой воды объёмом 30 м 3 (6), а задержанные мембранной растворенные и нерастворенные соли отводятся с небольшой частью воды (концентрат) в канализацию.

Удаление растворенных в воде газов осуществляется при помощи вакуумного деаэратора (7). Доумягчениe питательной воды для котельных агрегатов осуществляется при помощи установки Na-катионирования производительностью 2,5 м 3 /ч. Исходной для ее приготовления служит вода из бака запаса сетевой воды, прошедшая через систему обратного осмоса. После доочистки в установке Na - катионирования вода попадает в бак питательной воды объёмом 5 м 3 (9).

Характеристики очищенной воды ( табл. 3 ) соответствуют требованиям [3] качества питательной воды.

Исходная вода не должна содержать нерастворенные частицы крупностью более 10 микрон во избежание выхода из строя фильтра предварительной очистки. В случае не соответствия исходной воды данному условию необходимо устанавливать дополнительный фильтр тонкой очистки (10).

Температура исходной воды не должна превышать 35 °С. При повышении температуры воды на 1 °С расход лантов и вакуумной деаэрацией. Данная установка также позволяет обеспечить наилучшую степень очистки.

Выводы

Как показывает опыт эксплуатации установок химводподготовки, при их строительстве либо модернизации предпочтение должно отдаваться безреагентым системам. Наибольшее распространение среди них получили установки, работающие по принципу обратного осмоса. Количество сбросов солей в канализацию и применение химических реагентов (при этом необходимо применять самые безвредные вещества) должны быть сведены к минимуму, т.к. в случае аварии в сети канализации либо тепловых сетей может быть нанесен значительный ущерб окружающей среде. Применение лишь установок обратного осмоса не всегда возможно в виду требований к качеству питательной воды. В данном случае воду необходимо дообессоливать в ионообменных фильтрах.

Однако, усовершенствование и упрощение конструкций фильтров обратного осмоса, применение мембран, работающих при более низком давлении, обладающих пониженной чувствительностью к загрязнениям и, как следствие, отказ от реагентов и предочистки, а также увеличение выхода очищенной воды в будущем должны позволить отказаться от традиционных ионообменных систем и исключить сброс агрессивных стоков. ■

Литература

1. Материалы фирмы Energie AG Oberoesterreich Waerme GmbH.

2. Карауш С. А., Хуторной А. Н. Теплогенерирующие установки систем теплоснабжения. Учебное пособие . Томск , 2003.

3. Bundesgesetzblatt. Verordnung des Bundesministers fur wirtschaftliche Angelegenheiten uber die Aufstellung und den Betrieb von Dampfkesseln — ABV.

4. Первов А. Г., Бондаренко В. И., Балаев И. С., Кукушкин Д. А. Обратный осмос и ионный обмен: какая технология победит в водоподготовке ХХI века? // Экология производства. — № 1(2). — 2006.