12.2. Наиболее прогрессивные технические решения при эксплуатации электростанций «Мосэнерго» за счет внедрения кавитационных технологий.

Для решения разнообразных задач по сохранению чистоты воды, воздуха и земли применение кавитационных технологий явилось одним из наиболее эффективных методов. Совместно с фирмой «ИНТРЭК» был разработан параметрический ряд гидравлических кавитационных аппаратов (ГКА) проточного типа с кавитирующими телами по оси цилиндрической проточной камеры. Эти аппараты, в частности, можно использовать в качестве высокоскоростных химических реакторов и насыщать в них поток воды полидисперсным ансамблем пузырьков воздуха. Гидравлические кавитационные аппараты монтируются непосредственно на трубопроводах и не требуют дополнительных производственных площадей. Отличительными особенностями параметрического ряда являются высокий уровень унификации конструктивных элементов, отсутствие в них подвижных частей и устойчивость против кавитационного износа рабочих органов ГКА.

Нейтрализация кислотных и щелочных вод.

При получении обессоленной воды для подпитки котлов и умягченной воды для подпитки воды сис­темы отопления применяются химически агрес­сивные вещества (соли, кислоты, щелочи). Загрязненные избытками этих реагентов воды называются стоками и они не могут быть сброшены в водо­ем без тщательной предварительной очистки. На станции средней мощности их количество дости­гает 2000 м³/сут.

Применение гидрокавитационных технологий в цепочке нейтрализации химически агрессивных жидкостей обеспечивает многократное повыше­ние производительности и надежности технологи­ческого процесса.

На рис. 12.2 показана типовая схема установки нейтрализации, включающая такие средства автоматизации, как запорная арматура с приводами ди­станционного управления фирмы «АРМАТЭК», регулирующие клапаны с приводами типа МЭО, рН-метры с сенсорами фирмы «Mettler-Toledo», индукционные расходомеры, датчики уровня «Сапфир», насосы и управляющий микропроцессорный контроллер, на который поступают сигналы от первичных датчиков и где вырабатываются сигналы команд на исполнительные механизмы.

Испытания и длительная эксплуатация автома­тизированных установок нейтрализации стоков производств химводоподготовки на ГРЭС-4 (г. Кашира), ГРЭС-5 (г. Шатура), ТЭЦ-8, -16 и ТЭЦ-17 (г. Москва) показали следующие результа­ты их промышленного внедрения:

– за счет высокоинтенсивного массопереноса в гидрокавитационных аппаратах производительность установки повышена в 1,5–2 раза при гарантированном исключении сброса отработанных вод с недопустимыми концентрациями химически агрессивных компонентов (рН стоков находится в пределах 6,5–8,5);

– время выхода на технологический режим при нейтрализации щелочами не превышает 4–5 мин и известковым молоком 10 мин, что составляет не более 3,5–8% общего времени обработки. Воды переходных режимов возвращаются на повторную нейтрализацию; задвижка сбросного трубопровода заблокирована на открытие в случае отклонений содержимого сборника от допустимых норм химических за­грязнений. С этой целью сборник на выходе осна­щен отдельным рН-метром, функционально связанным через контроллер с пускателем электропривода задвижки;

– параметры сточных вод на основных стадиях процесса автоматически контролируются, а их значения синхронно выводятся на мнемосхему и вторичные приборы щита управления;

– «установка защищена от несанкционированных вмешательств в автоматический режим управления;

– применение ручного труда сведено к минимуму и существенно улучшены санитарно-гигиени­ческие условия работы персонала.

Рис.12.2. Принципиальная схема автоматизированного узла нейтрализации сточных вод цеха химводоочистки: 1,2 – циркуляционные насосы; 3,4 – задвижки; 5,6 – нагнетающие насосы; 7,8 – регуляторы расхода; 9 – рзадвижки; 5,6 – нагнетающие насосы; 7,8 – регуляторы расхода; 9 – рН-метры; Р – расходомеры

Очистка вод, загрязненных нефтепродуктами.

Жидкое нефтяное топливо и смазочные материалы также неизбежно попадают в отработанные техно­логические воды, и возврат их в природный водо­ем или повторное использование недопустимы без предварительной очистки.

Существующие устройства предварительной очистки вод, принцип действия которых основан на гравитационном разделении жидких сред (отстаивание), позволяют получать на выходе стоки с содержанием нефтепродуктов в пределах 10–30 мг/л.

Такая концентрация приводит к резкому снижению ресурса и эффективности уста­новленных после нефтеловушек фильтров грубой и тонкой очистки. Значительно повысить уровень очистки перед фильтрами можно подачей в ниж­нюю часть отстойных аппаратов воздушных пузырьков, которые, поднимаясь вверх под влиянием архимедовых сил и встречаясь со взвешенными в воде частицами нефтепродуктов, подхватывают их и выносят на поверхность воды в виде пены.

Приведенная принципиальная схема очистки вод от нефтепродуктов реализована в технологических установках на ТЭЦ-8, -16, ГРЭС-3 и других объектах ОАО «Мосэнерго» (рис. 12.3). По физико-химическим показателям нейтрализованные и очищенные от нефтепродуктов воды отвечают требованиям, предъявляемым к технической воде, подаваемой на ТЭС. Это позволяет сократить отбор воды из водоема, а очищенные стоки вернуть в технологический оборот.

Регенерация донных отложений топливных резервуаров.

По результатам экспериментальных исследований, в производственных условиях разработаны основные параметры технологического процесса и конструкторская документация установки для регенерации донных отложений хранилищ газотурбинного топлива высокоактивной гидромеханической обработкой в кавитационном поле. Опытный образец промышленной установки изготовлен и испытан на одной из ТЭС ОАО «Мосэнерго» (рис. 12.4).

На установке отложения подготавливаются к смешению с мазутом для дальнейшей утилизации путем сжигания смеси в котельных топках по штатной технологии.

Установка предназначена для работы на открытых площадках под навесом. Продукт, перерабатываемый в установке, может образовывать с воздухом взрывоопасную смесь категории ПД, группы ТЗ (ПУЭ, п. 7.3.3).

Пространство в пределах до 8 м по горизонтали и вертикали от установки явля-ется взрывоопасной зоной категории В-1г (ПУЭ, п. 7.3.44).

Рис.12.3. Принципиальная схема модернизированой флотационной установки: 1 – приемный бак; 2 – нефтеловушка-флотатор; 3,4 – гидре намические кавитационные аэраторы; 5 – приемник нефте|продуктов;6 – приемник очищенной воды; 7,8,9 – насос

Рис.12.4. Принципиальная схема установки регенерации донных отложений хранилищ газотурбинного топлива:

1 – станина; 2 – агрегат электронасосный (производительность 30 м³/ч); 3 –гидравлический навигационный активатор; 4, 5, 8, 9, 10 – задвижки; 6 – бак; 7 – указатель уровня; 11 – манометр