Аналіз фізико-хімічних методів підготовки води для котелень і ТЕС.
Автор: Калитинець Ілля Миколайович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплоенергетика
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Калитинець І.М., Коваленко Т.П. (керівник). Аналіз фізико-хімічних методів підготовки води для котелень і ТЕС. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2022. Природна вода, що розділяється умовно на атмосферну (дощ, туман, сніг), поверхневу (річки, озера, ставки, болота), підземну (артезіанські свердловини, шахтні колодязі) і морську (моря, океани), завжди містить різні речовини-домішки. Характер і кількість наявних у воді речовин-домішок визначає якість води тобто характеризує можливість використання її для різних цілей в промисловості і в побуті. Разом з природним існує виробничо-побутовий кругообіг води, що створюється в результаті споживання її для різних цілей (охолодження, комунальне постачання води і тому подібне). Речовини-домішки потрапляють у воду на усіх етапах відміченого кругообігу води. При конденсації вологи в атмосфері в конденсаті розчиняється кисень, азот, вуглекислий газ відповідно до їх парціальних тисків, а в промислових районах - також значне число оксидів сірки і інших продуктів, що містяться в димових газах. Сумарний вміст солей атмосферних опадів складає в середньому 10 міліграм/дм3. Просочуючись через грунт, води зустрічається з різними мінеральними солями (NaCl, Na2SO4, MgSO4, CaCO3, силікатами) і органічними речовинами, розчиняє або механічно захоплює їх. При одночасній присутності у воді кисню, речовин органічних і мікроорганізмів (бактерій), що постійно знаходяться в поверхневих шарах грунту, створюються умови для переходу основних складових ряду речовин органічних в мінеральні кислоти (вуглецю у вугільну, азоту в азотну, сірки в сірчану, фосфору у фосфорну). Кислоти, що утворюються у водах грунту під верхнім шаром землі, взаємодіють з широко поширеними в природі вапняками - карбонатами Са, Fe, доломітами CaMg(CO3)2 і іншими породами, що приводить до попадання у воду добре розчинних бікарбонатів Ca, Mg, Fe. Якісна водопідготовка та раціональний водно-хімічний режим є гарантом надійності, економічності, безаварійності теплоенергетичного обладнання і теплових мереж. Актуальність проблеми висока в даний час, так як на склад поверхневих вод істотний вплив роблять скиди стічних вод і особистих відходів промислових підприємств, в результаті чого відбувається забруднення води різноманітними хімічними сполуками неорганічного і органічного характеру, що негативно відбивається на об’єктах теплоенергетики. Саме тому, необхідне постійне вдосконалення технології підготовки води і водно-хімічних режимів на котельнях і ТЕС. Об’єкт дослідження – технології підготовки води та водно-хімічні режими котелень і ТЕС. Предмет дослідження – фізико-хімічні методи очищення та знесолення води котелень і ТЕС. Мета і задачі досліджень. Метою роботи є вдосконалення фізико-хімічних методів очищення та знесолення води котелень і ТЕС. Для досягнення поставленої мети необхідно було виконати такі завдання: - провести аналіз основних характеристик природної води; - провести аналіз значення води в теплоенергетиці; - провести дослідження попереднього очищення води та фізико-хімічних процесів водопідготовки; - провести аналіз фільтрування води на механічних фільтрах; - провести дослідження процесу знесолення води. В дaній магістерській квaліфікaційній роботі розглядaються фізико-хімічні методи очищення та знесолення води для теплоенергетичного обладнання котелень і ТЕС. Водопідготовка і водно-хімічні режими забезпечують попередження утворення всіх видів відкладень і корозійних пошкоджень на внутрішніх поверхнях теплоенергетичного обладнання, елементах траси мережної води, включаючи опалювальні прилади, дає економію палива, що спалюється, тому що утворюються відкладення на поверхнях нагріву, що володіють високим термічним опором, що викликає великі втрати палива. Внаслідок термічного опору шару накипу вже при її товщині в 0,2 мм температура стінок котла може сильно відрізнятися від температури котла і в сучасних котлах досягати 700 °С, що веде до аварійного розриву екранних труб котлоагрегатів, що також негативно відбивається на енергозбереження теплоенергетичних ресурсів. Дає зменшення скидання екологічних забруднювачів від теплоенергетичних об’єктів в біосферу, що негативно впливають на здоров’я населення. Розглянуто сучасні фізико-хімічні, іонно-обмінні методи очищення води як для теплоенергетичного обладнання низького, високого тиску котелень і ТЕС, так і для теплових мереж, стічних вод. Описано пристрої, принципи, способи розрахунків та оптимізація деяких процесів, що відбуваються при підготовці води для енергетичних котлоагрегатів і теплових мереж. У розділі економіки виконано розрахунок терміну окупності проекту, який складе 3,7. Собівартість одержуваної в установці демінералізованої води Сд складе 1,5 грн. Собівартість глибоко знесоленої води складає СВ.Г.О. = 2,24 грн./м3. Як об’єкт автоматизації взято деаератор. Описано його контури автоматизації і складено специфікацію на засоби автоматизації. Ключові слова: котельня, теплоенергетичне обладнання, схeма водопідготовки, фізико-хімічні методи очищення води, водно-хімічні режими.