Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Эксплуатация водохранилищ-охладителей электростанций

Загрязнения трактов циркуляционного водоснабжения и меры борьбы - Эксплуатация водохранилищ-охладителей электростанций

Оглавление
Эксплуатация водохранилищ-охладителей электростанций
Эксплуатация гидротехнических сооружений
Тепловой режим водохранилищ-охладителей
Загрязнения трактов циркуляционного водоснабжения и меры борьбы
Водная растительность водохранилищ-охладителей
Биологические особенности высшей водной растительности
Причины развития водной растительности и профилактические мероприятия по борьбе с ней
Уничтожение высшей водной растительности
Химический метод уничтожения высшей водной растительности
Эффективность,  цена,   техника безопасности при работе с гербицидами
Биологический метод уничтожения высшей водной растительности
Борьба с цветением воды
Борьба с нитчатыми водорослями,  меры безопасности
Организмы, создающие обрастания
Борьба с биологическими обрастаниями
Химический метод борьбы с биологическими обрастаниями
Загрязнения теплообменного оборудования
Торфяные сплавины

ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТРАКТОВ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ И МЕРЫ БОРЬБЫ С НИМИ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В водохранилищах-охладителях,  а также по всей циркуляционной системе технического водоснабжения тепловых электростанций зачастую интенсивно развиваются биоорганизмы,  в результате чего нарушается нормальная эксплуатация электростанций,  возникают большие экономические потери. В отдельных случаях органические загрязнения циркуляционных систем вызывают аварии на ГРЭС.
По данным обследования 25 водохранилищ-охладителей Союза площади зарастаний высшей водной растительностью составляют в большинстве случаев 10-15% общей площади водохранилищ. Есть отдельные водохранилища,  в которых зарастания распространены на 20-50% их площади (Добротворское,  Брянское и др.). На большинстве водохранилищ указанные площади зарастания покрыты водной растительностью в течение 5 мес.,  а наиболее обильные и мощные зарастания наблюдаются в течение трех летних месяцев в году.
При мощности станции 100 мвт для нормального охлаждения циркуляционной воды необходима активная площадь водохранилища примерно 0, 5 км2 [ Л. 7, 11].  Но эта площадь будет,  обеспечивать необходимое охлаждение воды лишь при отсутствии зарастаний.
Если принять,  что зарастает 15% общей активной площади,  то при мощности станции 100 Мвт недовыработка электроэнергии составит 2130000 кВт-ч за 5 мес. эксплуатации (период вегетации растений),  что равноценно ~ 16 тыс. руб. в год.
Кроме того,  при отмирании растительности происходит заиление водохранилищ громадным количеством ее биомассы. Так,  на некоторых водохранилищах вес биомассы растений в сыром виде в сплошных зарослях составляет 14-18 кг/м2,  а при сплошном зарастании тростника биомасса достигает 20 кг/м2 и более. Заиление создает условия для продвижения растительности в глубь водохранилища,  способствует ее развитию и распространению на еще большей площади,  т.е. процесс зарастания все время прогрессирует,  в результате чего резко снижается эффективность водохранилища как охладителя.
При бурном развитии растительности происходят потери воды из водохранилища,  как за счет объема сырой биомассы водных растений,  что вызывает увеличение водной поверхности,  соприкасающейся
Расчет произведен для района Москвы при обеспеченности метеофакторов 50%.
с воздухом,  и,  следовательно,  возрастает ее испарение,  так и за счет транспирации водных растений. Так,  исследования Государственного гидрологического института показали,  что полупогруженная водная растительность (тростник,  рогоз,  камыш,  хвощ,  осока) повышают величину испарения с занятой ею площади водоема в среднем на 60% с колебаниями в отдельных случаях в зависимости,  от характера растительности и особенностей года от 30 до 100%.
При развившейся водной растительности,  в особенности погруженной,  часто идет обильное отмирание одного или нескольких ее видов и вся их. биомасса течением и ветром передвигается в водозабору. В этот период громадное количество растительной биомассы скапливается у водозаборных сооружений,  засоряет решетки и сетки водоприемников и приводит к снижению производительности насосов из-за увеличения гидравлического сопротивления. Так,  в 1962 и 1963 гг. такое дополнительное сопротивление составляло на Добротворской ГРЭС 1, 0-1, 5 м вод.ст. При этом глубина погружения оси рабочих колес насосов была минимально допустимой,  что угрожало их нормальной работе. Поочередно насосы останавливали и очищали решетки,  сетки и приемные камеры насосной от растительности. Во время такого интенсивного засорения водозаборных сооружений растительностью наблюдалась кавитация насосов. Такая же картина наблюдалась летом 1960 г. на Старобешевской ГРЭС. В это время на Добротворской ГРЭС бригада в составе 15-20 чел. круглосуточно удаляла растительность из подводящего канала,  из решеток и сеток циркуляционной насосной.
Аналогичные затруднения на ГРЭС возникают из-за интенсивного развития нитчатых водорослей.
В период обильного отмирания растений происходит гниение их,  сопровождаемое максимальным расходованием кислорода,  что отрицательно сказывается на гидробиологическом режиме водоема. Часто в вода накапливается сероводород,  который вызывает коррозию оборудования,  омываемого циркуляционной водой (Курганская ТЭЦ и др.).
Интенсивно развившаяся растительность обычно уменьшает зону транзитного потока,  а в узких местах водохранилищ и в каналах может создавать заторы,  вокруг которых образуются водовороты,  что ухудшает эффективность охлаждения воды и приводит к усиленному размыванию берегов и каналов. При использовании водохранилищ-охладителей в рыбохозяйственных целях наличие обильной водной растительности,  особенно жесткой,  приводит к сокращению площади нагула для рыб; кормовые объекты,  находящиеся в густых зарослях,  плохо или вообще не используются рыбами,  затрудняются передвижения рыб и их облов,  а в период отмирания водной растительности ухудшается газовый сейм водоема.
Обильное развитие низшей водной растительности,  и в частности водорослей,  приводит к "цветению воды". В водохранилищах охладителях "цветение'' происходит в основном за счет сине-зеленых водорослей,  количество которых на некоторых водохранилищах достигает 11-12 млн. особей в 1 л воды. В период "цветения" водное зеркало покрывается сплошной пленкой сине-зеленых водорослей. Это препятствует испарению и излучению с водной поверхности,  в результате чего повышается температура охлаждающей воды.
В период развития сине-зеленых водорослей загрязняются фильтры водоподготовительной установки,  ухудшаются физико-химические качества охлаждающей воды,  увеличиваются обрастания трубок конденсаторов органическими и минеральными отложениями и этим самым уменьшается коэффициент их полезного действия и,  как следствие,  ухудшается вакуум в конденсаторах. Рост органических отложений происходит в результате увеличения взвешенных веществ (водорослей) б воде,  а минеральных - из-за резкого снижения концентрации свободной углекислоты,  стабилизирующей временную жесткость воды.
При отсутствии углекислоты в воде с большой бикарбонатной жесткостью и при повышении температуры воды в связи с искусственным подогревом ее летом в среднем на 8-10°С происходит выпадение малорастворимого углекислого кальция ( СаС03 ),  который оседает в трубках конденсаторов и в других теплообменниках,  а также по всему тракту охлаждающей воды.
С целью насыщения воды углекислотой для стабилизации временной жесткости на некоторых электростанциях сооружаются рекарбонизационные установки,  которые подают очищенные дымовые газы в воду перед циркуляционными насосами.

Вода,  насыщенная углекислотой,  совершив кругооборот - береговая насосная,  машинный зал,  циркуляционный канал и сброс,    должна содержать какое-то количество углекислоты. Однако в период "цветения" вода,  содержащая углекислоту,  после сброса в водохранилище встречает на своей пути массу водорослей,  которые поглощают углекислоту. Таким образом,  вода,  поступающая от конденсаторов в водохранилище,  на своем пути встречает как бы "естественный  фильтр",  в результате чего количество углекислоты в ней резко уменьшается или она совсем исчезает.
Известен случай,  когда на Любовском водохранилище,  где ежегодно разбиваются сине-зеленые водоросли,  количество их достигло 6-7 тыс. клеток в I мл воды. Углекислота в воде при этом количестве водорослей отсутствовала или содержание ее доходило до десятых долей миллиграммов в литре. Для уничтожения водорослей циркуляционную воду обработали медным купоросом. На вторые сутки после обработки количество водорослей в воде резко сократилось,  а содержание углекислоты повысилось до 3, 67 ыг/л. В последующие дни количество углекислоты нарастало и в отдельные сутки достигало 8 мг/л. Такая концентрация углекислоты в воде позволила отключить рекарбонизационную установку. Кроме этого,  значительно уменьшился органический и минеральный слой отложений в трубках конденсаторов,  что способствовало увеличению вакуума.
На отдельных электростанциях в результате загрязнения органическими и минеральными отложениями Теплообменников при развитии водорослей падение вакуума достигает 0, 5-1, 0% и больше.
В большинстве случаев основной причиной,  загрязнения трубок конденсаторов органическими отложениями является развитие в них бактерий. В отдельных случаях из-за интенсивного развития бактерий производят механическую очистку конденсаторов каждые сутки или через двое-трое суток. Во время чисток турбина разгружается примерно на 50%,  а в период работы конденсаторов резко падает вакуум за счет роста органических отложений,  ухудшающих условия теплопередачи.
Но эксплуатационным данным известно,  что количество органических отложений в сыром виде в трубках конденсаторов на некоторых станциях (Омская ТЭД-3,  Добротворская,  Старобешевская ГРЭС и др.) достигает 300 см3 и более на I м2 внутренних поверхностей трубок за I00 ч работы конденсатора. Но в среднем по данным эксплуатации при сравнительно чистом источнике водоснабжения эти загрязнения в осенне-зимний период составляют 15-20 см\м2 за 100 ч работы,  а за 720 ч работы (если трубки конденсаторов в течение этого времени не чистились) количество отложений составит примерно 70-80см/м3.
Следовательно,  средние данные но загрязнению внутренних поверхностей конденсаторных трубок органическими отложениями в 1 ч составят
а среднее количество отложений в месяц составит 0, 139 х 720 = 100 см3/м2,
В этом случае толщина слоя отложений в сыром виде будет равна 0, 1мм. Такой слой отложений в трубках вызывает повышение температурного напора,  ухудшение теплообмена и снижение вакуума,  что приводит к перерасходу топлива.
Кроме непосредственного ухудшения теплообмена,  отложения вызывают повышение гидравлических сопротивлений конденсатора,  в результате чего снижается расход циркуляционной воды и увеличивается температурный перепад. Это также приводит к ухудшению вакуума. При включении резервного насоса циркуляционный расход и будут поддерживаться постоянными,  несмотря на увеличение гидравлических сопротивлений конденсаторов,  что связано с перерасходом электроэнергии на собственные нужды.
Кроме водной растительности,  в трактах циркуляционного водоснабжения часто развиваются животные организмы. На электростанциях,  использующих для охлаждения пресную воду,  поверхности,  омываемые водой,  могут обрастать моллюском дрейсеной и реже мшанкой и губкой. Так,  например,  на Приднепровской ГРЭС на отдельных гидротехнических элементах,  погруженных в воду,  толщина слоя отложений дрейсены достигнет 50-70 мм. На Молдавской ГРЭС наблюдаются обрастания дрейсеной и губкой поверхности грубых решеток и приемной камеры насосной,  причем толщина обрастаний достигает 40 мм. В осенний период 1963 г. на Старобешевской ГРЭС внутренняя поверхность водоводов,  решетки и сетки циркуляционной насосной камеры переключений,  трубные доски конденсаторов и другие элементы обросли мшанками слоем в 50 мм и более.
Летом 1965 г. откосы сбросного канала и твердые предметы,  погруженные в воду в районе циркуляционного потока на Добротворской ГРЭС,  обросли мшанкой,  слоем в 25 мм. Сырой вес ее с I м составлял 3,5 кг.
Обрастание водоводов и других поверхностей дрейсеной,  мшанкой и губкой засоряет конденсаторы и,  самое главное,  приводит к забиванию решеток и сеток циркуляционных насосов и к уменьшению живого сечения трубопроводов. В результате этого возрастают гидравлические сопротивления в циркуляционном тракте,  уменьшается расход охлаждающей воды,  что ведет к ухудшению вакуума.
Из изложенного следует,  что водная растительность в водохранилищах-охладителях и биоорганизмы,  вызывающие обрастание трактов циркуляционного водоснабжения,  чрезвычайно затрудняют эксплуатацию электростанций и наносят им большой ущерб. Так,  при развитии высшей водной растительности на площади 15% охладителя и при двухмесячном "цветении” воды,  а также при наличии в течение года загрязнений трубок конденсаторов органическими отложениями в среднем толщиной 0, 025 мм. электростанция мощностью 1 млн. кВт перерасходует 70 тыс. т условного топлива,  или 500 тыс. руб. в год.
В то же время для ликвидации биоорганических загрязнений (уничтожения водной растительности,  а также бактериальной флоры в трубках конденсаторов) необходимо затратить 25-30 тыс. руб. в первый год применения мер борьбы с водными биоорганизмами,  а в последующие годы гораздо меньше.
Таким образом,  проведение профилактических мероприятий,  направленных на предотвращение развития биоорганизмов,  а также активные меры борьбы с растительностью и другими организмами в системах технического водоснабжения ГРЭС экономически вполне оправдано и необходимо для улучшения эксплуатации ГРЭС.



 
« Эксплуатация АЭС   Эксплуатация высоковольтных выключателей переменного тока »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.