Введение к работе
Актуальность темы. Водоподготовительная установка (ВПУ) на ТЭС призвана восполнять потери воды, пара и конденсата.
— Традиционные методы химического и термического обессоливания широко используются как основные способы получения добавочной воды. Такие методы дают высокоминерализованные стоки, требуют значительного количества товарных реагентов при высоких эксплуатационных затратах.
В последнее время происходит, с одной стороны - ужесточение требований к качеству и количеству сбросов, с другой - ухудшение качества сырой воды, потребляемой ТЭС. Ужесточение экологических требований, удорожание металла, фильтрующих материалов, а также появление новых иони-тов и методов обработки воды, приводит к необходимости технологического совершенствования традиционных и созданию новых схем обессоливания, позволяющих получить воду практически одинакового качества. В связи с этим встает задача выбора оптимальной схемы и рационального режима эксплуатации установленного оборудования для конкретных условий (качество исходной воды, производительность установки, требования к стокам и т.д.). Решение этой задачи необходимо как на стадии проектирования, так и при изменении условий эксплуатации действующей ВПУ, например, при замене ионитов. В последнем случае поиск осуществляется, как правило, эмпирически - методом проб и ошибок - и не всегда приводит к желаемому результату.
Имеющиеся методики расчета ВПУ предполагают составление частного алгоритма для каждой схемы. В условиях многообразия схем такой подход становится малопроизводительным и неэффективным. Наиболее ощутимо это проявляется при решении задач технологического и экологического совершенствования ВПУ. Такие решения должны реализовываться на машинном уровне, позволяющем в условиях проектирования или эксплуатации быстро оценить эффективность любого частного решения. Для этого требуется создание математической модели (ММ) ВПУ и обоснование системы критериев оценки эффективности решения.
Наряду с этим необходимы ММ расчета показателей качества воды для различных схем ВПУ и разных режимов их работы, что позволит выполнять обоснованные технологические расчеты,- определять мед-оды контроля и диапазоны изменения параметров, используемых при автоматшированном химконтроле (АХК).
Решение отмеченных задач является актуальным вопросом отечественной энергетики.
Цель работы состоит в совершенствовании технологических и экологических характеристик установок обессоливания добавочной воды на ТЭС, путем обоснованного выбора технологических схем и режимов обработки воды, методов и систем АХК.
4 Основные задачи диссертационной работы включают следующее:
-
Разработку математических моделей процессов в аппаратах основш технологических схем обессоливания воды на ТЭС.
-
Создание системы критериев оценки совершенства схем ВПУ.
-
Разработку прикладного программного продукта (ППП) для технол гического расчета и анализа основных схем ВПУ.
-
Поиск оптимальных вариантов схем и режимов обработки воды на о нове автоматизированных расчетов в широком диапазоне минерализащ воды, производительности и конкретных граничных условий эксплуатащ ВПУ.
-
Поиск методов и разработку современных систем АХК, обеспечивш тих оптимальные условия эксплуатации ВПУ.
Научная новизна работы:
-
Разработаны математические модели технологических процессов в а паратах ВПУ, отличающиеся использованием единой системы уравнеш для каждого элемента схемы и связей между ними, и составлены вычисл тельные алгоритмы расчета.
-
Создана методика машинного расчета существующих и перспективнь схем обработки воды на ТЭС при сравнении вариантов схем на основе си темы технологических, экологических и технико-экономических показат лей, характеризующихся комплексным учетом разных сторон работы ВПУ
-
Получены зависимости изменения технологических, экологических технико-экономических показателей работы основных схем водообработі в широком диапазоне изменения минерализации исходной воды ([042"' [СГ]=0-И 5 мг-экв/дм3) и производительности обессоливающей установі (Q=10CH-900m3/4).
Достоверность основных результатов работы обеспечивается: в теор тическом плане - использованием научно-обоснованной теории раствор( электролитов при создании ММ ионных равновесий в обрабатываемой вод в практическом плане - проверкой адекватности расчетных моделей по те: нологическим характеристикам действующих ВПУ, а также совпадение результатов расчетов с данными авторов других работ (МО ТЭП, МЭИ) г основным технологическим решениям.
Практическая ценность работы:
1. Разработан ППП «ПРОЕКТ ВПУ» для технологических расчетов и ан
лиза основных схем ВПУ.
2. Уточнены границы применения химических и термически
(термохиміяеских) методов обессоливаїшя по параметру минерализащ
воды.
3. Проведен анализ состояния и предложены пути совершенствования те;
нологии водоподготовки для ряда действующих ТЭС (Саранской ТЭЦ-:
ТЭЦ-21 АО «Мосэнерго» и др.).
5 4. Составлен алгоритм и разработан ПГШ автоматизированного химкон-троля и оценки состояния ионообменных фильтров действующих ВПУ.
Реализация результатов работы. Отдельные результаты работы предложены для - использования отделам водоподготовки АО «Зарубежэнергопроект» и Московского отделения «Теплоэлектропроект», а также в системах мониторинга Костромской и Нижневартовской ГРЭС. Основные положения, выносимые на защиту:
-
Математические модели процессов в аппаратах основных технологических схем ВПУ.
-
Система критериев оценки совершенства схем обработки воды на ТЭС по технологическим, экологическим и технико-экономическим показателям.
-
Прикладной программный продукт для технологического расчета и анализа основных схем ВПУ.
-
Результаты расчета основных технологических, экологических и технико-экономических показателей схем обёссоливания воды в широком диапазоне изменения минерализации исходной воды и производительности ВПУ.
-
Решения по совершенствованию действующих ВПУ ряда ТЭС.
-
Алгоритм и структура системы оценки состояния работы ионитных фильтров ВПУ на базе АХК.
Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «VIII Бенардо-совские чтения» (Иваново, ИГЭУ, июнь 1997 г.), Всероссийском совещании ((Совершенствование ВХР, средств его автоматизации и мониторинга электростанций» (Москва, ВВЦ, май 1999 г.), Международной научно-технической конференции «IX Бенардосовские чтения» (Иваново, ИГЭУ, июнь 1999 г.), научно-техническом семинаре РАО «ЕЭС РФ» (Тула, ноябрь 1999 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано девять печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, списка литературы го 107 наименований и приложений. Количество страниц - 151, в-том числе рисунков - 53, таблиц в тексте - 28.
