Кратность охлаждения

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО&

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАТНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ В ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВКАХ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЭС

Е. Н. ШАДРИН, Г. Ф. ШИЛИН

(Представлена проф. докт. И. Н. Бутаковым)

Как известно, большинство современных турбин проектируется И&изготовляется на расчетное конечное давление 0,03—0,035 ата и кратность охлаждения 55-^60. В действительности турбины могут работать в различных условиях как по топливо-, так и по водоснабжению. Однако при проектировании ТЭС система циркуляционного водоснабжения проектируется на расчетное количество охлаждающей воды. Такое решение приводит или к неоправданным капитальным затратам, или к перерасходу электроэнергии на перекачку охлаждающей воды, или, наконец, к перерасходу топлива на выработку 1 кдж электроэнергии. Действительно, для станций с дешевыми сортами топлива применение высоких кратностей охлаждения и значительных в связи с этим капитальных затрат на циркуляционную систему может не окупиться той экономией, которая получится при этом за счет сокращения расходов топлива из-за работы установки при глубоком вакууме. Наоборот, на станциях с дорогими сортами топлива заниженная кратность охлаждения может вызвать неоправданный перерасход топлива из-за невысокого вакуума при небольшом количестве охлаждающей воды, хотя капитальные затраты в циркуляционную систему будут здесь меньше, чем на станциях с высокими значениями кратностей.

Таким образом, кратность охлаждения является технико-экономической величиной, влияющей как на капитальные затраты на станции, так и на эксплуатационные расходы. Оптимальную кратность охлаждения тп опт рекомендуется определять из условия минимальных суммарных издержек производства на выработку определенного количества электроэнергии, включая в эту сумму лишь изменяющиеся в зависимости от т составляющие этих издержек. Такими составляющими надо считать затраты на топливо 5? , пошедшие на выработку 3Г0Д годового количества электроэнергии, затраты на перекачку охлаждающей воды , расчетные издержки, зависящие от капитальных затрат в водоводы 5 к и насосную 5 «.

Таким образом, сумма изменяющихся составляющих годовых издержек производства на выработку Эгод кдж электроэнергии

££ = 5? + 5к + 5″*

Для нахождения оптимальной кратности охлаждения надо решить уравнение:

¿й ¿з: ¿я (2)

¿/я ¿/?г ¿//г йпг ¿¿те

Переходим к раскрытию дифференциальных связей уравнения (2).

Общий удельный расход топлива в кг на выработку 1 кдж электроэнергии

и _ £р (¿0 ¿пит)_ & /о\

**0 ^ОЭ ^ку «^пот «^ХОЗ Чн

, : пара на турбину за счет регенеративных отборов.

Величина <3р зависит от сорта сжигаемого топлива и определяется местными конкретными условиями.

Годовые расходы на топливо, пошедшие на выработку Эгод кдж электроэнергии, определяются из выражения:

~ ~Н ^ П» » V*&

п0 У}оэ У}ку Чпот ^хоз ^ср

где /?т — стоимость угля, руб/пг;

А — число часов использования установленной мощности, час/год;

N3—мощность турбины кет.

<55?. ЛНь = 3,6£р(/0 — ¿пит)/?тАУУЭ ^ ОН, ^

Располагаемый теплоперепад в турбине приближенно можно выразить в зависимости от кратности охлаждения, как

Н0 = а-Ыл=а-Ьиг + (6)

Здесь а и Ъ коэффициенты, зависящие от начальных параметров пара. Величина их может быть принята в соответствии с табл. 1;

■ & 15 — температура отработанного пара, °С;

—температура циркуляционной воды на входе в конденсатор, °С;

Д£к — температурный напор в конденсаторе, °С; — ¿к—количество тепла, передаваемого в конденсаторе охлаждающей воде при конденсации 1 кг пара, кдж/кг.

Начальные параметры пара а Ь

90 ama, 535сС 371,8 1,46

130 ama, 565°С/565°С 487 ,1,75

240 ama, 580°С/565°С 585,5 1,6

Если в уравнение (5) подставить значение сложных преобразований получим

то после неВ уравнении (7)

кт2 + 1т + Л2 3,6 ер (г0 — ¿пит) AN3 R,

Полный годовой расход в рублях на перекачку циркуляционной воды по статье расхода топлива может быть определен, как

0,001 Эув R

где Эув — годовой расход электроэнергии в кдж на перекачку

циркуляционной воды. Так как расход электроэнергии на перекачку циркуляционной воды зависит от кратности охлаждения, то

ds; as; dэув 0,001 RT ЛЭ

Расход электроэнергии на перекачку циркуляцибнной воды кдж в год

.Суммарный напор насоса складывается из напора, пошедшего на преодоление сопротивления конденсатора //к, циркуляционных водоводов //в, а также напора Нп обусловленного разностью дардезичеоких отметок конденсатора и уровня воды в источнике.

Сопротивление конденсатора в функции кратности охлаждения может быть записано, как

нк = г^9 ( ™К2Р, (И)

где Ъ — число ходов конденсатора;

ф — геометрическая характеристика конденсатора. Величина ее может быть найдена по рис. 1 по известным длине и диаметру трубок конденсатора.

тр — расчетная кратность охлаждения; ^кр — расчетная скорость воды в трубках конденсатора, м/сек. Сопротивление водовода может быть определено по известной формуле

= 1 р^о . н!м*. (12) ов ^

Здесь ¿0 — фактическая длина водовода, м; йа — диаметр водовода, ж. Величина его в зависимости от кратности охлаждения при одинарном водоводе может быть найдена по формуле

= 0,0357 т^эТ ^в~0,5ср0&5 (13)

Дри двойном водоводе

ав = 0,0252 т°&5 0°к&5 ср0-5м. (14)

Если в уравнение (12) вместо подставить его значение из (13) и (14), то выражение для сопротивления двойного водовода будет иметь вид:

Иъ =596 О»0*5ср-о,5 Н/Мщ (15)

Тогда суммарный напор циркуляционных насосов при двойном водоводе в зависимости от кратности охлаждения

Ицн — ¿фр V т? + 596 р ¿0 т1&5 <р~0&5 + 9807 Я2. (16)

Рис. I. Зависимость коэффициента ф от диаметра и длины трубок конденсатора.

Если в уравнение (9) подставить вместо Нцн его значение, взять йЭ

производную —— и сделать некоторые преобразования, то по-йт

лучим после подстановки в выражение (9) при двойном водоводе

= С(Тт2 + В), (17)

0,0036 /?т Дер а

с — ТТн & $

Для одинарного водовода выражение (17) получается аналогичным, с той лишь разницей, что коэффициет В будет иметь вид:

В = 26, 6 <р ¿о П°к&5 ер»0&5 + 9807 Ок Нъ

кв = а& йв руб/пог. м. (18)

Здесь а& — коэффициент, величина которого зависит от числа ниток водовода и может быть принята для одинарного водовода 11о руб/пот». м) а для двойного— 22 ) руб/яот. м

Если вместо подставить его значение из уравнения (13) и (14), то стоимость 1 пог. м при одинарном водоводе

= 0,0252 ш^5 т:0,5^ а2 руб/пог. ж. (20) Расчетные издержки по двойному водоводу

Тогда после дифференцирования получим при двойном водоводе

^! = 1,57.10-5(«в+ 8)10О°к&5^0&5 а2 = М\- (22)

Стоимость насосной Кн можно принять пропорциональной ее мощности и представить как сумму стоимости строительной части и оборудования

где мощность насосной может быть выражена формулой

Тогда расчетные издержки по капитализационному фактору для насосной запишутся, как

йт дМн йт &

Если взять производную и подставить полученное выражение в формулу (27), то после несложных преобразований получим

¿§* = Р(Тт2 + В), (28)

где выражение для Р будет иметь вид:

Если далее в выражение (2) подставить значения входящих величин из (7), (17), (22) и (28), то после ряда преобразований получим уравнение

Аг т( + А2 т3 + Л3 т2 + А4 т + = 0. (29)

Здесь = Тк (С + Р); Ла = 77 (С + Я);

Аг=Т (С + Р) + ВК(С + Р) + М2к; А, = 1(СВ+ВР+ М2)\ Л5 = (С В + ВР + М2) Ь? — Мхк. Уравнение (29) целесообразно представить в таком виде:

Лз ^ Агш + А2

Уравнение (30) можно решать или методом подбора или графически. Для этого можно записать

Ух = гп2; у2~ ш

На рис. 3 изложенным выше способом построена зависимость тот — /(/?т) для частного случая, когда

¿о = 450 м; Н2 = 7,5 м; р = 1,15; г =2;

/ир = 50; % = 0,312; ср = 1,06 для различных стоимостей топлива и для различных мощностей. Из рис. 3 видно:

то то 6000 5ООО

то то 2000 ¡000 о

— ух £ -Л У=тг

з? топг бо

Рис. 2. Определение оптимальной кратности охлаждения.

Рис. 3. Зависимость оптимальной кратности охлаждения от стоимости топлива.

? в дюн

Рис, 4. Зависимость оптимального конечного давления от стоимости топлива.

1) с уменьшением стоимости топлива надо брать более низкие значения кратностей охлаждения и, наоборот, если станция проектируется для работы на дорогостоящем топливе, то кратность охлаждения принимается более высокой;

2) температура охлаждающей воды слабь влияет на расчетную кратность охлаждения;

3) с увеличением мощности турбин расчетная кратность охлаждения увеличивается тем больше, чем выше стоимость топлива.

На рис. 4 для данных того же примера построим график зависимости оптимального конечного давления ркПТ в функции стоимости топлива. Давление находилось по температуре отработанного пара

где топт определялось на рис. 3. Из рис. 4 видно, что при низких стоимостях топлива в 1 — 2 руб/т расчетное конечное давление в конденсаторах турбин должно быть более высоким 0,45^-0,05 ата,

Литература

1. Е. Н. Шадрин. Выбор оптимальной скорости воды в циркуляционных водоводах. Известия вузов СССР-Энергетика, № 5, 1963.

Какие факторы влияют на выбор конечных параметров пара? Что такое кратность охлаждения в конденсаторе? Каково конечное давление пара на ТЭС и АЭС?

Конечные параметры пара – это его давление Pк и температура Tк в конденсаторе. Поскольку в конденсаторе турбины происходит процесс конденсации пара, т.е. фазовый переход, то конечное давление однозначно определяется величиной Tк (это температура насыщения при давлении Pк). Поэтому достаточно выбрать только один из двух конечных параметров, и обычно это Pк.

Чем ниже конечное давление, т.е. чем глубже вакуум в конденсаторе, тем больше теплоперепад на турбину и тем выше мощность и КПД станции.

Охлаждающую воду еще называют циркуляционной или технической (сырой) водой. Ее температура зависит от погодных условий и типа системы технического водоснабжения – прямоточной или оборотной.

Величина δt определяется следующими факторами:

— выбор материала поверхности теплообмена; с точки зрения обеспечения высокой теплопроводности при небольшой скорости коррозии и умеренной стоимости оптимальным вариантом для конденсатора оказались латунные трубки;

— чистота поверхности теплообмена; во многих случаях этот фактор имеет особое значение, ибо в трубках может циркулировать неочищенная охлаждающая вода из природного водоисточника, а образование на внутренних поверхностях конденсаторных трубок малотеплопроводных накипей существенно ухудшает условия теплообмена;

— расход охлаждающей воды; чем он больше, тем выше коэффициент теплопередачи через стенки трубок конденсатора и тем ниже температура, а, значит, и давление, при котором конденсируется пар.

Выбор величины температурного напора в конденсаторе осуществляется путем технико-экономического анализа, поскольку возрастание δt ведет, с одной стороны, к ухудшению вакуума, но, с другой стороны, уменьшает размеры теплообменной поверхности конденсатора. Кроме того, для снижения δt необходимо увеличивать расход охлаждающей воды и, как следствие, долю расхода электроэнергии на собственные нужды электростанции.

Отношение расхода охлаждающей воды к расходу пара через конденсатор называется кратностью охлаждения. Очевидно, что существует оптимальное значение этого показателя – по тем же причинам, что и для величины δt. Обычно кратность охлаждения составляет 40-50.

Со снижением конечного давления возрастают энергетические потери с выходной скоростью из-за уменьшения плотности и увеличения объема отработавшего пара при неизменном сечении выхлопа турбины. Однако это обстоятельство уступает по своей значимости фактору зависимости мощности турбоагрегата от глубины вакуума в конденсаторе.

Выбор конечного давления связан также с числом оборотов турбины. Эрозионный износ лопаток последней ступени зависит от их высоты, а она – от пропуска пара. Поэтому для АЭС с реакторами на тепловых нейтронах, где начальные параметры рабочего тела невысоки и поэтому удельный расход пара примерно в 1,9 раза выше, чем на обычных ТЭС на органическом топливе, желательны тихоходные турбины (1500 об/мин) и несколько повышенное давление пара на выхлопе. Это обеспечивает уменьшение окружной скорости концевых частей лопаток как за счет снижения числа оборотов, так и вследствие сокращения объемного расхода пара.

Обычными являются следующие значения конечного давления пара: на ТЭС на органическом топливе – порядка 3,5 кПа, а на АЭС на тепловых нейтронах – 4,5-6 кПа.

Конденсатор. Виды. Типы. Основные этапы при тепловом расчете конденсатора. Как влияет изменения начального давления пара на мощность, надежность и экономичность турбины

76. Конденсатор. Виды. Типы

Конденсатор — это теплообменный аппарат, обеспечивающий конденсацию отработавшего па­ра турбины, прием и конденсацию пара, сбрасываемого в обвод турбины во время пусков и в ава­рийных ситуациях, прием дренажей регенератив­ной системы, а также подпиточной воды для вос­полнения потерь в цикле. В общем случае турбина оснащается несколькими конденсаторами (груп­пой конденсаторов). Иногда несколько конденсаторов (обычно два) конструктивно объединяют в одном корпусе.

По расположению конденсаторов по отноше­нию к турбине их делят на подвальные и беспод­вальные. Подвальные конденсаторы устанавливают в помещении под машинным залом между ко­лоннами фундамента, на которых покоится верхняя фундаментная плита с установленной на ней турби­ной. Бесподвальные конденсаторы располагаются на той же отметке машинного зала, что и турбина, которая помещается на фундамент в виде бетонно­го основания.

По расположению конденсаторов по отноше­нию к оси турбины их делят на поперечные и про­дольные. При поперечной компоновке оси трубок конденсаторов направлены поперек оси турбины (рис 3.50, а–ж), а при продольной — параллельно ей (рис. 3.50,з–л).

Турбина может оснащаться одним (рис. 3.50, а, в, г), двумя (рис. 3.50, б, д, з–л), тремя (рис. 3.50, е) или четырьмя (рис. 3.50, ж) конденсаторами.

Конденсаторы могут объединяться в группы. При последовательном соединении конденсаторов в одном корпусе по охлаждающей воде (рис. 3.50, и–л) их паровое пространство может быть общим или раздельным. В последнем случае из-за различ­ной начальной температуры охлаждающей воды, поступающей в отдельные конденсаторы, давление в них будет различным. Такие конденсаторы назы­ваются секционированными.

По числу потоков охлаждающей воды в отдельном конденсаторе они делятся на однопоточные и двухпоточные. Выбор числа потоков определяется необходимостью чистки трубок конденсатора со стороны охлаждающей воды при работе турбины без поступления охлаждающей воды в очищаемую часть конденсатора Поэтому конденсаторы, пока­занные на рис. 3.50, а–ж, выполняют двухпоточными, а представленные на рис. 3.50, з–л – однопоточными.

По числу ходов охлаждающей воды различают одно- (рис. 3.50, з–л), двух- (рис. 3,50, а–ж) и четырехходовые конденсаторы (последние применя­ются только для турбин малой мощности).

89. Основные этапы при тепловом расчете конденсатора

Расчет ведется в следующем порядке.

1. Определяется тепловая мощность конденса­тора, кВт,

2. Рассчитываются нагрев охлаждающей во­ды, °С,

где св – объемная теплоемкость воды, кДж/(м • К), и ее температура на выходе, °С,

3. По давлению рк с помощью таблиц водяного пара определяется температура конденсации, о С,

4. Находится среднелогарифмический темпера­турный напор, °С,

где функции Фw, Фt,Фz,,Фd учитывают влияние соответственно скорости воды в трубках, темпера­туры охлаждающей воды, числа ходов и режима, работы конденсатора; а – коэффициент чистоты, зависящий от наличия отложений, их природы, ма­териала трубок и толщины стенки.

и уточняется значение dK(см. п. 5) до получения сходимости.

7. По уравнению неразрывности определяются число трубок в одном ходе

и число трубок в трубной доске

8. Вычисляется требуемая длина трубок, м,

и производится увязка и выбор окончательных зна­чений длины трубок и их числа, исходя из имеюще­гося сортамента трубок и компоновочных решений по турбине и конденсатору.

47. Как влияет изменения начального давления пара на мощность, надежность и экономичность турбины

72. Диаграмма режимов турбины с противодавлением типа Р.

73. Диаграмма режимов турбины с одним регулируемым отбором пара.

74. Диаграмма режимов турбины с двумя регулируемыми отборами пара

75. Диаграмма режимов турбины с двумя отопительными отборами пара.

71. Диаграммы режимов. Основные понятия и функциональные зависимости

70. Принцип действия и влияние на работу турбины встроенного теплофикационного пучка

69. Принципиальная схема и процесс расширения пара турбины с двухступенчатым отбором пара и встроенным теплофикационным пучком

77. Конденсатная установка.

86. Кратность охлаждения конденсатора.

88. Гидравлическое сопротивление конденсатора.

82. Процессы и зоны конденсации пара

83. Что такое переохлаждение конденсата и чем оно вредно?

87. Тепловой расчет конденсатора. Основные уравнения.

85. Тепловой баланс конденсатора.

91. Основные элементы конструкции конденсатора.

90. Определение геометрических характеристик конденсатора при тепловом расчете

78. Принцип действия двухходового поверхностного конденсатора

81. Паровое сопротивление конденсатора. Относительное содержание воздуха. Паровоздушная смесь

79. Основные уравнения при расчете тепловых процессов в конденсаторе

84. Способы борьбы с переохлаждением конденсата

92. Воздухоотсасывающие устройства

93. Воздушная и гидравлическая плотность конденсатора.

100. Схема двухходового конденсатора с двойными трубными досками и с солеными отсеками

96.Что такое воздухоохладитель? Его назначение.

97. Почему образуется вакуум в конденсаторе

98. Назначение эжектора в схеме конденсационной установки турбины

99. Чем вредны присосы воздуха в конденсатор?

60. Турбина с противодавлением и регулируемым отбором пара. Внутренняя мощность

63. Турбина с двумя регулируемыми отборами пара. Внутренняя мощность. Расход пара

64. Принципиальная схема и процесс расширения турбины с 2 регулируемыми отборами пара.

65.Турбина с 2мя отопительными отборами пара. Внутренняя мощность. Тепловая нагрузка

66. Принцип. схема и процесс расширения пара турбины с 2мя отопит. отборами пара

67. Что такое встроенный пучок в конденсаторе теплофикационной турбины? Его назначение

55.Турбина с противодавлением. Схема. Электрическая мощность.

56. Турбина с промежуточным регулируемым отбором пара. Электрическая мощность. Расход пара

57.Принципиальная схема и процесс расширения пара в турбине с промежуточным регулируемым отбором.

11. ТЕХНИЧЕСКОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ ТЭС

11.1.
Потребление воды на ТЭС

Выработка энергии на паротурбинных электростанциях
связана с большими расходами воды и в первую очередь на конденсацию пара в
конденсаторах турбин. Удельный расход воды на КЭС в зависимости от начальных
параметров составляет летом 0,125ч, в зимний период 0,090,3. Если принять 
расходы воды на конденсатор турбин за 100 , то расходы воды другими потребителями ТЭС
составляют следующие значения,  %:

газо- и
воздухоохладители                                                        2,5

добавочная
вода на КЭС                                                            0,04

добавочная
вода на ТЭЦ                                                            0,5

хозяйственные
нужды                                                                 0,03

масляные
холодильники                                                             1,2

охлаждение
вспомогательных механизмов                               0,7

система ЗШУ                                                                               2

восполнение
потерь в системах оборотного водоснабжения   
4

Таким образом, дополнительный расход воды на все
остальные потребители состав­ляет порядка 10

Расход воды на конденсатор определяется по уравнению
теплового баланса и для простоты считают, что в конденсатор поступают только
отработавшие в турбине потоки пара:

Отсюда кратность охлаждения

охлаждающей воды до температуры насыщения пара в конденсаторе, 
температура насыщения отработавшего пара и температура циркуляционной воды
на входе и выходе из конденсатора

определяют
по технико-экономическому рас­чёту с учётом давления отработавшего пара,
стоимости топлива, основного и вспомогательного оборудования и др.

Расчётный подогрев воды в конденсаторе составляет 812 °С при недогреве до температуры насыщения 35 °С и при кратности охлаждения 4060 кг/кг. Для современных КЭС
удельный расход пара составляет 3 кг/кВтч, из них 1/3 часть пара идёт на регенерацию, а остальной пар
поступает в конденсатор. При мощности станции 1800 МВт и кратности охлаждения
50  кг/кг расход циркуляционной воды
составит 50 м3/с, что при скорости движения воды в водоводах системы
технического (циркуляционного) водоснабжения 1,3 м/с потребует установку водоводов
площадью 40 м2
или диаметром порядка 10 м.

Кратность охлаждения конденсатора зависит от его конструкции и
температуры воды на входе в конденсатор. Снижение кратности охлаждения приводит
к недовыработке электроэнергии, а повышение к росту расхода электроэнергии
на собственные нужды. Для одноходовых конденсаторов 110 кг/кг и они применяются при
прямоточном водоснабжении, для двухходовых  
0 кг/кг. Кратность охлаждения
зависит и от времени года.

11.2. Источники систем
водоснабжения ТЭС

До последнего времени основным источником водоснабжения ТЭС
служили реки. Однако расход воды реки, т.е. её дебет в течение года меняется:
равнинные реки максимум расхода имеют весной и осенью, горные в период таяния
снегов. Помимо рек источниками водоснабжения могут быть озёра, моря,
артезианские скважины.

Системы циркуляционного водоснабжения подразделяют на прямо­точные,
смешанные и оборотные. Выбор источника и системы водоснабжения зависит от
количества воды, потребляемой в различное время года, минимального расхода воды
в реке в тот же период времени и её тем­пературы.

Прямоточная система водоснабжения применяется только в том случае,
если минимальный расход воды в реке не меньше потребности в воде ТЭС. Речная вода
проходит через конденсатор один раз и после этого сбрасывается в реку. Сброс
производится ниже по течению, чтобы исклю­чить подмешивание сбросной воды к
свежей. Расстояние между забором и сбросом определяется уклоном русла, скоростью
течения реки, силой и направлением ветров в районе сброса и забора воды. В ряде
случаев прямоточная схема требует создания искусственного подпора (плотины).
При прямоточной системе нужно учитывать санитарные требования, требования
рыбоохраны, наличие площадок для строительства ТЭС и возможность их
использования.

Для прямоточной системы водоснабжения источником может служить
озеро или море. В озере должно быть достаточное количество воды, и она должна
быть проточной. При использовании морской воды должны предусматриваться мероприятия
по защите оборудования от коррозии, в первую очередь конденсатора
(электрохимическая защита, крепление трубок и т.д.).

Преимуществами прямоточной системы
водоснабжения являются низкая температура воды, обеспечиваю­щая глубокий
вакуум, недорогие гидротехнические сооружения.

Оборотная система циркуляционного водоснабжения приме­няется, если
по техническим или экономическим причинам нельзя использовать прямоточную.
Она  выполняется  с 
прудами-охладителями,  
градирнями   и   брызгальными 
бассейнами.

охладители широко применяются
в нашей энергетике. Они создаются на базе небольшой реки, с переменными
расходами воды от максимума до нуля. При такой схеме для задержки воды
устанавливается плотина и ложе пруда-охладителя за 23 года заполняется водой. Из водохранилища вода подаётся на конденсатор,
после конденсатора вода  сбрасывается на
расстояние, обеспечивающее ее охлаждение на 812 °С. При большой глубине
пруда забор воды может производиться из придонного слоя (глубиной 68 м и более), а подогретую воду можно сливать и вблизи места
забора. В этом случае перемешивание тёплой и холодной воды
обеспечивается за счёт стратификации.

Условия создания прудов-охладителей:
рациональная форма, достаточные площадь и средняя глубина водохранилища (34 м); благоприятное геологическое
строение долины реки и створа плотины; минимальная фильтрация плотины; возможность
обеспечения рекой го­ризонта воды в водохранилище и её стока, а также
восполнения потери воды (за счет фильтрации, испаре­ния и др.); выполнение санитарных
условий.

Строительство КЭС связано с положением по отношению к источникам водоснабжения:
требуется максималь­ное приближение станции к источнику водоснабжения. В общем
случае водохра­нилища-охладители могут сооружаться не только в поймах рек, но и
в стороне от них (так называемые наливные водохранилища). Они могут за­полняться
из источников водоснабжения расположенных на десятки километров от КЭС.
Источник водоснабжения должен компенсировать потери воды в водохрани­лище.

ТЭЦ сооружают максимально приближённо к тепловым пот­ребителям.
Так, промышленные ТЭЦ располагают на территории предприятия, отопитель­ные ТЭЦ
максимально приближают к жилым районам, но в определённых слу­чаях, например,
по санитарным условиям, возможно сооружение ТЭЦ на значительном расстоянии от
места потребления тепловой энергии до 20 км и более. В этих случаях
использование водохранилищ для обо­ротного водоснабжения ограничено.

На современном уровне развития энергетики в ряде
районов водные ресурсы исчерпаны. В этом случае на КЭС и ТЭЦ применяются  системы оборотного водоснабжения
градирнями. Это более слож­ные и дорогостоящие сооружения, по сравнению с
рассмотренными. Работают они на принципе испарительного охлаждения.

11.З. Прямоточная система циркуляционного водоснабжения

Прямоточная система
водоснабжения в техническом и экономическом отношении наиболее совершенна.
Однако в последнее время её применение ограничивается отсутствием технических и
экономических возможностей (необходимого запаса воды, санитарных условий и
др.).

При использовании
прямоточной системы водоснабжения ТЭС размешается на берегу реки, территория
ТЭС должна быть не затопляема, т.е. река должна иметь незначительные колебания
уровня воды.

При применении прямоточной системы циркуляционные насосы  размещают на береговой насосной станции.
Обычно это центробежные насосы производительностью до 12÷15 тыс. м3/ч
с высотой всасывания 4÷5 м, ось рабочего колеса насоса располагается не
выше 3÷4 м минимального уровня воды. Применение береговой насосной
станции целесообразно в случаях, когда уровень воды или его колебания не
обеспечивают самотечную подачу воды на всас насоса. Установка насосов
циркуляционного водоснабжения в турбинном отделении менее экономична: требуется
заглубление каналов (трубопроводов) для подвода воды на всас циркуляционных
насосов,  фундаментов насосов и приемных
колодцев. На крупных КЭС для циркуляционного водоснабжения применяются поворотно-лопастные  осевые 
насосы  и  вертикальные 
центробежные насосы с подпором 2÷5 м.

Вода,
поступающая в циркуляционную систему, проходит через механические решётки для
очистки воды от крупногабаритных предметов (грубая очистка). Решетки
очищают  специальными
решёткоочистительными машинами. Дополнительно очистка циркуляционной воды
производится на вращающихся ситах или сетках. Они имеют промывочные струйные устройства,
которые включаются автоматически при увеличении сопротивления сетки за счёт
возрастания уровней на 15÷20 см.

От насосной станции вода подаётся на
конденсаторы турбин по напорным  трубопроводам
(водоводам) (рис. 11.2), расположенным вдоль фронта машинного отделения под
землей. Для большей надежности предусматривается установка не менее 2-х трубопроводов,
работающих параллельно. Устанавливаются обратные клапаны, задвижки у насосов и
перед конденсаторами.

Схема прямоточного водоснабжения с
береговой насосной представлена на рис. 11.3.

Из водоприемника 3 вода циркуляционным насосом 4 подаётся в
напорный трубопровод 5, по которому вводится в конденсатор 6. Из конденсатора 6
вода по сливным трубопроводам 7 сбрасывается в открытый отводящий канал 8,
откуда через устройство поддержания уровня 9 поступает в открытый отводящий
канал 10 и далее в водосбросное сооружение 11 (рис. 11.3).

На современных КЭС применяется блочная схема циркуляционного водоснабжения:
один насос подаёт воду на конденсатор или его половину без арматуры.

На территории КЭС сливные
каналы выполняются закрытыми, а за её пределами открытыми. Водоприёмное
устройство в большинстве проектов сочетается с насосной.

При
заборе воды из рек с большим количеством влекомых наносов или внутреннего льда
(шуги) в отдельных случаях перед водоприемным устройством сооружают водозаборный
ковш, который дамбой частично отгораживают от русла реки. В зимний период
времени в водозаборный ковш  подаётся
часть нагретой в конденсаторах турбин воды, чтобы поддерживать в приёмнике
температуру воды +5 °С.

Водоприёмники имеют
сооружения для очистки воды. Первичная очистка воды производится решётками,
задерживающими крупные плавающие предметы. Второй этап очистки – пропуск воды
через решётки размером ячеек 2×2 и 4×4 мм. Конструктивное выполнение их
различно.

При
прямоточной схеме использование затопленного слива воды позволяет применить
сифон и за счёт этого снизить расход электроэнергии на привод  циркуляционных насосов. Применение сифона
снизит величину напора циркуляционного насоса на 7÷8 м. При пуске
системы, циркуляционного водоснабжения имеющей сифон, из нее должен откачиваться
воздух эжектором или вакуумнасосом.

Давление Δр,
МПа, создаваемое циркуляционными насосами рассчитывается по формуле

– давление, затрачиваемое на подъём воды на высоту =9,81 кН/м3=0,01 МН/м3 – удельный вес воды; =0,04÷0,06 МПа –
гидравлическое сопротивление конденсатора; – сопротивление всасывающих и нагнетательных трубопроводов, МПа.
Общий напор насосов – Δр=0,1÷0,2 МПа и его нужно стремиться
снизить за счёт приближения турбинного помещения к водоёму, обеспечением
минимального превышения конденсаторов над уровнем воды, снижением количества
арматуры на трубопроводах.

, м3/с,
циркуляционной воды

– расход
охлаждающей воды, т/ч; =1– плотность воды, т/м3; m– кратность охлаждения, т/т; – расходы
пара соответственно на турбину и в конденсатор, т/ч; – удельный
расход пара соответственно на турбину и конденсатор, т/МВтч;  – доля пропуска пара в
конденсатор; – электрическая мощность турбогенератора, МВт.

, МВт потребляемая циркуляционными насосами:

–  КПД насоса.

Обычно мощность,
потребляемая циркуляционными насосами, составля­ет 0,25÷0,35 % от
мощности турбогенератора и определяется по формуле в

– КПД электродвигателя
насоса.

11.4. Оборотное водоснабжение с
прудами

Оборотное водоснабжение применяется, если дебет (поступление) источника
водоснабжения недос­таточен, для прямоточной схемы или прямоточное водоснабжение
не экономично из-за большого расстояния подачи воды или большой высоты подъёма.
Для КЭС наиболее распространены в схемах оборотного водоснабжения
пруды-охладители.

Применение прудов-охладителей предусматривает размещение главно­го
корпуса вблизи пруда. Насосы размещаются в береговой насосной. Это связано со
значительными колебаниями уровня воды в водоёме (до нескольких метров). Малые
колебания уровня позволяют устанавли­вать насосы индивидуально у каждой
турбины. Водоприёмник и насосная размещаются в наиболее глубоком месте, чаще у
плотины.

Плотина
выполняется земляной, каменнонабросной или бетонной. Длина плотины может
составлять  34 км, ширина по гребню до 10 м, высота — до 3040 м, устанавливают­ся сбросные устройства для выпуска
паводковых вод и постоянного сброса воды. Места сброса и забора воды должны находиться
на расстоянии, обеспечивающим необходимую глубину охлаждения воды. Создаются
пруды-охладители на реках, озерах, а также на суходолах  (наливные пруды). Пруд-охладитель дорогое и
трудоёмкое сооружение, обеспечиваю­щее малую фильтрацию через ложе. Заполняется
пруд из верховьев реки и длительное время (до нескольких лет). Приток воды
должен восполнять  убыль воды за счёт
испарения и фильтрации. Пруды-охладители
в сравнении с другими оборотными системами водоснабжения наиболее экономичны,
обеспечивают более низкие и устойчивые темпера­туры охлаждающей воды, меньшие потери
воды, отсутствие обмерзания, меньший расход электроэнергии на привод насосов.

Площадь водохранилища определяется по условиям охлаждения воды и зависит
от мощности и тепловой нагрузки станции, климатических условий, формы пруда,
величины акватории.

Наиболее распространены следующие формы
прудов-охладителей: а) вытянутая, дающая наибольший эффект охлаждения (рис.
11.4 а); б) округлой формы (рис. 11.4 б); в) искусственно сооружаемое вне
долины реки (рис. 11.4.в).

При вытянутой форме пруда рас­стояние между забором и сбро­сом
достигает 810 км. Более полное использование поверх­ности
пруда-охладителя достигается
сооружением струенаправляющих и
струераспределительных сооружений при сбросе нагретой воды. Большая глубина
пруда позволяет выполнять забор воды с глубины, а сброс — в верхние слои в
месте забора. Это снижает протяжённость и стоимость каналов (водоводов).

В водохранилище вода охлаждается за счёт конвекции (в основном в
ночное и зимнее время), испарения и радиации.

Уравнение теплового баланса
пруда-охладителя в ГДж/сут.:

приток тепла от воздуха к воде за счёт соприкосновения
(конвекции);

тепло, затраченное на
охлаждение воды за счёт испарения;

тепло солнечной радиации ( для градирен не учитывается, для прудов-охладителей
определяется по справочным данным);

тепло, воспринимаемое водой в
конденсаторе;

– тепло, отводимое проточной
водой из охладителя (пруда)

(i2 — i1);                                      (11.11)

Таким образом, на теплообмен системы
“вода-воздух” для прудов-охладителей влияют следующие параметры: коэффициент
теплоотдачи от воздуха к воде сут.);
средняя температура воды по поверхности потока С;
актив­ная поверхность охлаждения водохранилища ,
м2; теплота парообразования воды ,
ГДж/т; количество испаряемой с поверхности водо­хранилища воды ,
т/сут.; коэффициент массоотдачи при испарении воды м2);
парциальные давления водяных паров у поверхности воды р и в массе воздушного потока р МПа; пропуск пара в конденсатор ,
т/сут; тепло конденсации пара в конденсаторе q,
ГДж/т; расход охлаждающей воды , т/сут.;
энтальпия охлаждающей воды на входе и
на выходе i2 из
конденсатора, ГДж/т; расходы воды: поступающей из реки в водохранилище , сбрасываемой из водохранилища
, теряемой с
фильтрацией ,
т/сут., и соответствующие этим расходам энтальпии воды:

Уравнение материального баланса воды в
водохранилище, т/сут.:

При равенстве температур
воздуха и охлаждающей воды в водоёме
уравнение теплового баланса примет вид

, то расходы конденсата и испаряемой с
поверхности водохранилища воды равны

При кратности ох­лаждения =50 с поверхности водохранилища
испаряется примерно 2 % циркуляционной охлаждающей воды ().  Если же помимо
испарения тепло отдаётся и конвекцией (),
то количество испаряемой воды снижается до 0,8÷1 %.

Теоретическим пределом
охлаждения воды в водохранилище можно считать температуру мокрого термометра . Температура охлаждённой в водохранилище воды равна температу­ре
воды на входе в конденсатор и выше () температуры мокрого термометра на величину предела охлаждения

который характеризует совершенство работы охладителя.

Степень охлаждения воды

определяется условиями работы (тепловым балансом) конденсаторов
турбин

т.е. в основном кратностью охлаждения , а не работой
водохранилища-охладителя.

Активная
площадь водохранилища рассчитывается по формуле:

— площадь транзитного потока, км2;
площадь водоворотных
определяются гидравлическим расчетом или моделированием;
общая площадь пруда без застойных зон, км2;  — коэффициент
использования водохранилища ().

Площадь
водохранилища в первом приближении можно определить и по величине удельной
площади  водохранилища (км2/МВт).

Схема трубопроводов
охлаждающей воды циркуляционной системы с водохранилищем − охладителем
аналогична схеме при прямоточной системе (см. рис. 11.2).

Смешанная система
циркуляционного водоснабжения (прямоточно-оборотная) выполняется с бесплотинным
водозабором или с русловой плотиной и применяется на ТЭС в случаях, когда дебет
источников в период малой воды недостаточен для прямоточного водоснабжения или,
когда ТЭС располагается на высоких отметках и прямоточная система
нецелесообразна. При смешанной схеме водоснабжения предусматриваются искусственные
охладители или часть воды в районе водозабора смешивается со свежей речной
водой.

11.5. Системы оборотного водоснабжения с градирнями

На ТЭЦ для охлаждения
циркуляционной воды наиболее часто приме­няются градирни, при этом не требуется
источник водоснабжения (река, озеро) расположенный вблизи станции. Их
особенностью является компактность. Применяют гра­дирни как при расширении КЭС
(если невозможно развитие прямоточного или прудового охлаждения), так и при
строительстве КЭС.

По способу перемещения воздуха градирни разделяются на башен­ные,
вентиляторные и открытые, а по способу образования поверхности охлаждения – на
плёночные, капельные, брызгальные. В зависимости от направления движения воды и
воздуха градирни выполняются противоточные, поперечноточные и смешанного типа
(рис. 11.5). В башенных градирнях движение воздуха создаётся вытяжной башней, в
вентиляторных – вентилятором, а в открытых – естественным движением воздуха
(ветром).

Для увеличения контакта воды с воздухом
применяются оросительные устройства, которыми вода, подаваемая из конденсатора,
разделяется на струи или капли и стекает вниз по щитам. Охлаждение воды
происходит за счёт испарения и контакта с воздухом, поступающим в ороситель­ные
устройства через окна. Нагретый и насыщенный водяным паром воз­дух отводится из
градирни.

В плёночных градирнях
оросительное устройство выполняется в виде щитов, выполненных из досок,
асбоцементных листов или пластмассовых элементов, выполненных в форме сот.
Устанавливаются они вертикально или с небольшим уклоном. Плёнки нагретой в
конденсаторах турбин воды стекают по листам и при соприкосновении с воздухом
охлаждаются. Воздух движется между листами.

В капельных градирнях
оросительное устройство выпол­няется из горизонтальных брусков треугольного или
прямоугольного сечения, размещаемых в несколько рядов по высоте. Расположение
брусков может быть  коридорное, шахматное
или каскадное. Капли воды падают с бруска на брусок и при соприкосновении с
воздухом охлаждаются. В брызгальных градирнях вода распыливается соплами и в
струях фонтанов охлаждается движущимся над брызгальном устройством воздухом. Охлажденная
вода собирается в бассейне. Пленочные градирни имеют лучшие технические и
экономические показатели благодаря большей поверхности охлаждения воды,
стекающей в виде пленок по щитам и меньшему аэродинамическому сопротивлению

Для энергетики РФ характерно
применение плёночных башенных градирен с естественной тягой. Вода
циркуляционными насосами прокачивается через конденсатор турбин и подаётся к
распределительным трубам, расположенным над оросительным устройством.
Интенсивность охлаждения плёночной градирни по сравнению с капельной в
1,5÷2 за выше. Вытяжные башни современных градирен выполнены из
монолитного железобетона гиперболической формы. Ранее изготовлялись
деревянными. Распределительные трубы пленочных градирен имеют сопла,
распыливающие воду при давлении 0,015÷0,018 МПа. Основным размером
градирни служит площадь оросительного устройства в горизонтальном сечении,
которая достигает 4000÷6000 м2, иногда до 9000 м2. К
оросительному устройству вода подаётся на высоту 9÷18 м, глубина
бассейна — 2 м,
высота вытяжной башни крупных градирен — 90÷150 м, диаметр
выходного сечения — 45÷60 м.

Воздух поступает в нижнюю
часть башни через окна высотой 3÷12 м, расположенные по ее периметру.
Оросительные щиты выполняются высотой 120 и 250 см, ширина щитов 1,6 м, толщина — 5÷6
см, расстояние между щитами — 2,5 см.

Капельные градирни
устанавливаются при неограниченной площади и применяются для охлаждения
небольшого количества воды. В этих градирнях вода поступает в систему
самотечных лотков, в днище которых установлены цилиндрические насадки. Под насадками
расположены пластмассовые или фарфоровые тарелочки, с которых вода в виде струй
и капель поступает на горизонтальные планки треугольного или прямоугольного
сечения. По высоте они размещаются в несколько рядов. После них вода собирается
в бассейне.

Капельно-плёночные градирни
на периферии имеют оросительное устройство капельного типа, а в центральной
части – устройство плёночного типа, имеющее более низкое гидравлическое
сопротивление.

На ТЭЦ применяются крупные
градирни площадью оросительного устройства (в горизонтальном сечении)
4000÷6500 м2 и 9000 м2. Их производительность
определяется по летнему режиму при расчётных теплофикационных параметрах пара.
В зимнее время температура охлаждённой в градирне воды,  не должна быть ниже 10÷12 °С, чтобы исключить
обмерзание. Это обеспечивается перекрытием окон щитами и установкой по периметру
градирни тепловой завесы.

Вентиляторные градирни применяют в южных районах. Их используют на
передвижных электростанциях. Особенность вентиляторных градирен – повышенный
эффект охлаждения и простота регулирования температуры охлаждаемой воды. Они
имеют меньшие размеры, но расход электроэнергии значительно выше и составляет
до 0,5÷0,7 % вырабатываемой энергии. Движение воздуха создаётся пропеллерным
вентилятором с вертикальной осью и приводом от электродвигателя. Стоимость вентиляторных
и башенных градирен примерно одинакова.

Открытые
градирни имеют небольшую производительность и повышенные потери воды при уносе.
Применяются на малых ТЭС.

Охлаждение воды в градирнях
происходит в основном за счёт испарения. 
Количество  теряемой при испарении воды связано с расходом  охлаждающей воды следующим соотношением:

т.е. около 2 % расхода
циркуляционной воды. С учётом конвективного теплообмена потеря воды в градирне
снижается до 1,2÷1,5 %.

За счет давление воды,
создаваемого циркуляционными насосами, в системе с градирнями преодо­левается
высота подъёма, гидравлическое сопротивление конденсатора и трубопро­водов; это
давление составляет 0,2÷0,25 МПа и выше.

В связи с дефицитом воды перспективно
применение воздушно-конденсационных установок системы Геллера-ФОРГО с
поверхностными охладителями в сочетании с конденсаторами смешивающего типа
(рис. 11.6). Особенностью схемы с поверхностными охладителями является то, что
контур водоснабжения объединяется в конденсаторе с контуром питательной воды
парогенераторов.  Для  охлаждения 
используется  постоянная масса
конденсата и чистой воды, проходящей в градирне внутри поверхностных алюминиевых
охладителей, которые снаружи омываются воздухом. Охлаждающие колонки
располагаются по периметру в нижней части башни в окнах для входа, охлаждающего
воздуха. Если движение воздуха в градирне происходит за счёт естественной тяги,
то она создаётся башней высотою 100
м и более.

Охлаждающая вода подаётся в
конденсатор, конденсирует отработавший в турбине пар и затем делится на два
потока: один подается на питание парогенераторов, а второй — на охлаждение в
градирню.

Системы циркуляционного водоснабжения с
сухими градирнями имеют высокую стоимость, однако их применение, перспективно
из-за дефицита воды.

Схема системы оборотного
водоснабжения с градирнями представлена на рис. 11.7.

— расходы охлаждаемой и
испаряемой воды, т/ч; — температура воды на входе в градирню и выходе из
нее,
теплоёмкость воды, кДж/(кг

Удельная гидравлическая нагрузка или
плотность орошения

–
активная площадь градирни, м2.

Удельная тепловая нагрузка

Удельная площадь градирен составляет 0,010,02 м2/кВт, что в 300400 раз меньше по сравнению с
площадью пруда-охладителя. Испарение воды приводит к увеличению концентрации
солей в циркуляционной воде, и это требует применения продувки или химической
обработки воды систем оборотного водоснабжения с градирнями. Для компенсации
продувки и уноса воды в циркуляционную систему вводится добавочная вода.

11.6. Водный баланс ТЭС

Особенность водного баланса ТЭС с
прямоточным водоснабжением (рис. 11.8 а) заключается в том, что подача воды на
ВПУ (ХВО) производится после конденсаторов; вода после охладителей масла,
воздуха, газа и чистая вода после подшипников сбрасывается на отводящий тракт.
При использовании градирен (рис. 11.8 б) эта вода возвращается в подводящий
тракт перед циркуляционными насосами. На ХВО вода подаётся из источника
водоснабжения или после конденсаторов. Потери воды в системе ЗШУ компенсируются
замасляной водой после подшипников и сбросной водой конденсаторов.

Расход воды из реки для летнего
расчётного режима составляет для прямоточной схемы 104107 %, а в оборотной системе с
градирнями до 3 % расхода воды на конденсаторы турбин.

11.7.
Технико-экономические характеристики систем водоснабжения

Для обеспечения  давления 34 кПа в конденсаторах конденсационных турбин при среднегодовой
температуре охлаждающей воды 1012 °С, в конденсаторах турбин
типа Т и ПТ 7 кПа при температуре воды 20
°С расход циркуляционной воды для турбин мощностью 50 МВт составляет 8000 м3/ч,
а для турбин мощностью 800 МВт

Капитальные затраты на гидротехнические сооружения зависят от
рельефа местности, свойств грунта и строительных материалов и для различных
станций могут отличаться в несколько раз. Удельный прирост капитальных затрат
характеризует изменение капитальных затрат на строительство гидротехнического сооружения
и относится к единице площади активной зоны. Он также меняется в широких
пределах в зависимости от рассматриваемых условий.

Удельный прирост капитальных затрат определяет расчётные затраты на систему
водоснабжения. Увеличение при одинаковой поверхности
конденсатора приводит к необходимости снизить удельную площадь водохранилища. В
этом случае возрастает температура воды, кратность охлаждения, давление отработавшего
пара. Оптимальные значения удельной площади водохранилища и кратности
охлаждения соответствуют минимальным расчётным затратам. С увеличением
удельного прироста капитальных затрат оптимальная удельная площадь активной зоны снижается. При снижении 4,0 до 2,12,4 м2/кВт,
оптимальная кратность охлаждения возрастает от 3840 до 4550. Стоимость сооружений
технического водоснабжения составляет от 4 до 12 % стоимости ТЭС.

Выбор системы водоснабжения производится по расчётным затратам или
сроку окупаемости Т, год.

капитальные затраты на сооружение и оборудование сравниваемых систем
водоснабжения, руб.;

сумма ежегодных
эксплуатационных расходов на сравниваемые системы, руб./год

ежегодные отчисления на амортизацию и капитальный ремонт, руб./год;

годовая стоимость электроэнергии, расходуемой на перекачку воды руб./год;

годовая стоимость топлива, перерасходованного за счёт ухудшения вакуума в
конденсаторах турбин, руб./год;

ежегодные дополнительные эксплуатационные расходы, руб./год.

11.8. Особенности работы
циркуляционных систем на морской воде

ТЭЦ завода «Азовсталь», Сумгаитская и Красноводская ТЭЦ
и др. для охлаждения отработавшего пара в конденсаторах турбин используют
морскую воду. Особенности проектирования и эксплуатации таких ТЭЦ определяются
свойствами морской воды: высокой солёностью, жёсткостью и коррозионностью. Гидрология
морских водоёмов отли­чается большими колебаниями уровня и температуры воды,
волнениями, донными наносами, загрязнённостью в прибрежной зоне. При проектирова­нии
учитывают также и влияние биологических факторов (планктон, морские животные,
медузы и др.) круп­ная водяная растительность. Особое внима­ние уделяется
защите гидротехнических сооружений. Система водоснаб­жения на морской воде
обычно выполняется прямоточной.

Тип водозаборного устройства определяется береговыми условиями. В
закрытых гаванях и естественных бухтах, на побережье с большим па­дением
дна  (глубина у берега 23 м и более) сооружаются портовые водоприёмники. Выполняются они в
виде железобетонных колодцев-камер, имеющих входные окна, выполненные заподлицо
с красной линией порта (набережной). Чтобы избежать занос камер песком порог их
входных окон приподнимается не менее чем на 1 м над дном моря, окна имеют съёмные решётки с
ячейками 100×100 мм. Второй этап – механическая очистка неподвижных решёток
вращающимися щётками и сетками со сливными устройствами. Размещаются очистные
сооружения в закрытом помещении, которое располагается над камерой-колодцем.
После очистки морская вода поступает самотёком по каналам к насосной станции.
Если насосная станция и водоприёмник совмещены, то всасывающие патрубки насосов
размещаются в чистых отсеках водоприемной камеры.

Если побережье подвержено действию
волн, то создаются защитные дамбы, которые кроме защиты от действия волн
защищают входные окна водоприёмников от забивания водорослями и шугой. При
слабом падении дна приёмные устройства (трубы) выносятся на значительные
расстояния от берега. На мелководье при невысокой загрязнённости воды
применяются вынос­ные водозаборы облегчённого типа.

При
использовании морской воды большое внимание уделяется вопро­сам надёжности.
Основные причины неисправностей коррозия, забивание донными наносами
и органическое обрастание водозаборов и водоводов. Поэтому предусматривается
установка резервных насосов, самотечных и закрытых напорных водоводов и
перемычек.

Для защиты от коррозии наружные поверхности труб
покрываются асфальтобитумными мастиками, пластмассами, эмалями. Для защиты от
внутренней коррозии применяются различные ингибиторы, добавляемые в воду,
например, гексаметафосфат натрия. Положительные результаты даёт применение
пластмассовых, железобетонных, деревянных труб. Для борьбы с органическим
обрастанием один раз в 1015 суток выполняют обратный ток
нагретой в конденсаторах  турбин
циркуляционной воды.

11.9. Борьба с загрязнением
конденсаторов и

обработка циркуляционной воды

Для поддержания необходимого качества циркуляционной воды
производят

механическую очистку воды от посторонних примесей, снижение или
поддержание заданной величины карбонатной жёсткости и борьбу с органическими
загрязнениями.

Для механической очистки применяются грубые решётки, вращающиеся механические
сетки со смывными устройствами.

При эксплуатации трубки конденсаторов забиваются накипью, илом,
песком, мелкой рыбой, обрастают микроорганизмами. Поэтому периодически в
зависимости от степени загрязнения и солевого состава воды производится очистка
трубок конденсаторов механическим, физическим или химическим методом.

Химическая очистка выполняется хлорированием и кислотной промывкой
охлаждающей циркуляционной воды. Для борьбы с органическим обрастанием
конденсаторов и трубопроводов производят хлорирование
периодическое введение в воду свободного хлора или хлорной извести. При
кислотной промывке происходит взаимодей­ствие слабых растворов соляной или
серной кислоты с накипью. В результате труднорастворимые соли переходят в
легкорастворимые и вымываются водой. В процессе кислотной промывки для защиты
трубок от коррозии в кислотный раствор вводятся ингибиторы, осуществляется
периодический контроль путем анализа проб воды на сливе из конденсатора. Резкое
снижение ионов кальция и магния в сливной воде, показывает на окончание
процесса кислотной промывки.

Физические методы применяются для очистки конденсаторов от органических
обрастаний. Производится промывка конденсаторов турбин горячей водой при
температуре 4550 °С. Органические обрастания напорных
трубопроводов удаляются периодической промывкой нагретой в конденсаторе водой,
что требует устройства дополнительных перемычек и задвижек в системе
водоснабжения.

Механические и химические методы очистки трубок от накипи не  дают нужного эффекта и поэтому для борьбы с
накипью необходимо предусматривать профилактические меры. Основную массу
низкотемпературной накипи (8590 %) составляет карбонат кальция
(СаСО3). Отложение солей СаСО3 на поверхностях нагрева
обусловлено в основном следующими причинами:

оборотных системах за счёт
упаривания растёт концентрация солей карбонатной жёсткости;

воде при нагревании снижается
концентрация С и бикарбонат кальция )2 переходит в карбонат кальция (), выпадающий в осадок;

в результате повышения
температуры циркуляционной воды происходит онижение растворимости солей
временной жёсткости.

Профилактические мероприятия, приводящие к снижению низкотемпературных
накипеобразований в системах технического водоснабжения ТЭС:

умягчение воды известкованием (

Кроме того, для борьбы с накипью применяется обработка воды
дымовыми газами, магнитная обработка и катионирование циркуляционной воды.

циркуляционной системы
рассчитывается по формуле

временная жесткость соответственно добавочной и продувочной
воды;

– зона охлаждения; 0,08 – зимой; =0,12 – весной, осенью; =0,16 – летом.